Un láser ultrarrápido de alto rendimiento del tamaño de la punta de un dedo

Un alto rendimientoláser ultrarrápidoel tamaño de la punta de un dedo

Según un nuevo artículo de portada publicado en la revista Science, investigadores de la City University de Nueva York han demostrado una nueva forma de crear dispositivos de alto rendimiento.láseres ultrarrápidossobre nanofotónica. Este modo miniaturizado bloqueadoláseremite una serie de pulsos de luz coherentes ultracortos a intervalos de femtosegundos (billonésimas de segundo).

Modo ultrarrápido bloqueadoláserespuede ayudar a descubrir los secretos de las escalas de tiempo más rápidas de la naturaleza, como la formación o ruptura de enlaces moleculares durante reacciones químicas o la propagación de la luz en medios turbulentos. La alta velocidad, la intensidad máxima del pulso y la cobertura de amplio espectro de los láseres de modo bloqueado también permiten muchas tecnologías de fotones, incluidos relojes atómicos ópticos, imágenes biológicas y computadoras que utilizan la luz para calcular y procesar datos.

Pero los láseres de modo bloqueado más avanzados siguen siendo sistemas de escritorio extremadamente costosos y que exigen mucha energía y que se limitan al uso en laboratorio. El objetivo de la nueva investigación es convertir esto en un sistema del tamaño de un chip que pueda producirse en masa e implementarse en el campo. Los investigadores utilizaron una plataforma de material emergente de niobato de litio de película delgada (TFLN) para dar forma y controlar de manera efectiva y precisa los pulsos láser aplicándole señales eléctricas de radiofrecuencia externas. El equipo combinó la alta ganancia del láser de los semiconductores de clase III-V con las eficientes capacidades de conformación de pulsos de las guías de ondas fotónicas a nanoescala TFLN para desarrollar un láser que emita una potencia máxima de salida alta de 0,5 vatios.

Además de su tamaño compacto, que es del tamaño de la yema de un dedo, el láser de modo bloqueado recientemente demostrado también exhibe una serie de propiedades que los láseres tradicionales no pueden lograr, como la capacidad de ajustar con precisión la tasa de repetición del pulso de salida en un Amplio rango de 200 megahercios con solo ajustar la corriente de la bomba. El equipo espera lograr una fuente de peine de frecuencia estable y a escala de chip a través de la poderosa reconfiguración del láser, que es fundamental para la detección de precisión. Las aplicaciones prácticas incluyen el uso de teléfonos móviles para diagnosticar enfermedades oculares o analizar E. coli y virus peligrosos en los alimentos y el medio ambiente, y para permitir la navegación cuando el GPS está dañado o no está disponible.