Успешно разработано лазерное устройство размером меньше монеты 

Недавно исследователи из Университета Рочестера и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре разработали лазерное устройство размером меньше монеты, а результаты исследования были опубликованы в журнале Light: Science & Applications.

Исследователи полагают, что устройство может использоваться в различных приложениях, от лидарных систем, используемых в беспилотных автомобилях, до обнаружения гравитационных волн. Обнаружение гравитационных волн — один из самых точных экспериментов, которые в настоящее время проводят люди для наблюдения и понимания Вселенной.

Технология лазерных измерений может использоваться для изучения физических свойств объектов и материалов. Но современная оптическая метрология требует большого и дорогого оборудования для достижения точного управления лазерной волной, что создает узкое место для развертывания оптимизированных, экономически эффективных систем. Этот новый лазер в масштабе чипа может очень точно менять свой цвет в широком спектре на чрезвычайно высоких скоростях (около 10 триллионов раз в секунду), что позволяет проводить чрезвычайно быстрые и точные измерения. В отличие от традиционной кремниевой фотоники, лазер изготовлен из синтетического материала, ниобата лития, и использует эффект Поккельса, то есть показатель преломления материала изменяется при наличии электрического поля.

«Наша разработка уже может принести пользу нескольким приложениям», — сказал Шиксин Сюэ, докторант Рочестерского университета. «Первым является лидар, который уже используется в беспилотных автомобилях, но более продвинутая форма, частотно-модулированный лидар непрерывного излучения, требует лазеров с большим диапазоном настройки и возможностями быстрой настройки частоты, что и может делать наш лазер». Исследователи показали, как их лазер может управлять лидарной системой на вращающемся диске и распознавать буквы «U» и «R», сделанные из кубиков Lego. Они сказали, что крошечную демонстрационную систему можно масштабировать для обнаружения транспортных средств и препятствий в определенном диапазоне скорости и расстояния на шоссе.

Исследователи также показали, как лазер в масштабе чипа можно использовать для блокировки частоты лазера PDH, распространенной техники, используемой для сжатия, стабилизации и снижения шума лазеров.

«Это очень важный процесс, который можно использовать в оптических часах, которые могут измерять время с чрезвычайной точностью, но для этого требуется много оборудования», — сказал Шисинь Сюэ, отметив, что для типичной установки могут потребоваться инструменты размером с настольный компьютер, такие как внутренние лазеры, изоляторы, акустооптические модуляторы и фазовые модуляторы. «Наш лазер упаковывает все эти функции в очень маленький чип и может настраиваться электрически».