Az ultragyors lézerek csipre költöznek
Az EPFL által vezetett kutatócsoportnak most sikerült áttörést elérni: először sikerült olyan integrált lézert előállítani, amely teljesítményben felveszi a versenyt a hagyományos laboratóriumi femtoszekundumos lézerekkel. A forradalmi eszköz 1,05 nanojoule-os impulzusenergiára, illetve akár 147 femtoszekundumos impulzushosszra képes – mindezt egyetlen fotonikus csipen. Ilyen csipek apró hullámvezetők segítségével irányítják a fényt, hasonlóan ahhoz, ahogy az elektronikai lapkák vezetik az elektromos jeleket, jelentősen lecsökkentve az optikai rendszerek méretét.
Egy elhanyagolt elv hozta az áttörést
Különösen igaz ez akkor, ha egy olyan lézerarchitektúrát választanak, amely eddig kevés figyelmet kapott: a Mamyshev-oszcillátort. A rendszerben két optikai szűrő fog közre egy nemlineáris hullámvezetőt. Amikor a nagyenergiájú lézerimpulzus áthalad a hullámvezetőn, a fény spektruma kiszélesedik, a megnövekedett spektrumú rész pedig tovább kering a lézerkavitásban. A gyengébb komponenseket azonban a szűrők visszatartják, így csak az igazán intenzív komponensek maradnak a rendszerben. Az anyag (erbiumdopált szilícium-nitrid) ráadásul stabilizálja az impulzusokat, ami más kialakításokban komoly problémát okozhatna.
Pici, de elképesztően erős
A teljes lézerrendszer mindössze 42 centiméteres optikai úthosszt igényel, ám mindez egy gyufafejnyi csipen is elfér. Ez óriási ugrás a hagyományos, méteres rendszerekhez képest. Mivel ilyen csipeket lehet tömegesen gyártani, akár egyetlen szilíciumszeleten több ezer is elkészülhet egyszerre. Ez óriási költségcsökkenést és széles körű elterjedést eredményezhet a szenzorika, a spektroszkópia és a precíziós mérések területén.
A magas teljesítménynek köszönhetően már most is kiválthatók vele a nagy, drága laborlézerek. A kutatók szerint a mobil, olcsó eszközök idővel szerepet kaphatnak környezeti szennyeződések érzékelésében, rejtett anyaghibák azonosításában vagy akár orvosi diagnosztikában is. A technológia egyben utat nyithat a zsebben hordható optikai atomórák, valamint a jövő kommunikációs és navigációs rendszerei előtt.
