Laser ultra cepat berkinerja tinggi seukuran ujung jari

Kinerja tinggilaser ultra cepatseukuran ujung jari

Menurut artikel sampul baru yang diterbitkan dalam jurnal Science, para peneliti di City University of New York telah menunjukkan cara baru untuk menciptakan kinerja tinggilaser ultra cepatpada nanofotonik. Mode terkunci miniaturisasi inilasermemancarkan serangkaian pulsa cahaya koheren ultra-pendek pada interval femtodetik (sepertriliun detik).

Mode ultra cepat terkuncilaserdapat membantu mengungkap rahasia skala waktu tercepat di alam, seperti pembentukan atau pemutusan ikatan molekul selama reaksi kimia, atau perambatan cahaya dalam media turbulen. Kecepatan tinggi, intensitas pulsa puncak, dan cakupan spektrum luas dari laser mode-locked juga memungkinkan banyak teknologi foton, termasuk jam atom optik, pencitraan biologis, dan komputer yang menggunakan cahaya untuk menghitung dan memproses data.

Namun, laser mode-locked yang paling canggih masih merupakan sistem desktop yang sangat mahal, boros daya, dan terbatas untuk penggunaan laboratorium. Tujuan penelitian baru ini adalah mengubahnya menjadi sistem seukuran chip yang dapat diproduksi massal dan diterapkan di lapangan. Para peneliti menggunakan platform material litium niobate (TFLN) lapisan tipis untuk membentuk dan mengendalikan pulsa laser secara efektif dan presisi dengan menerapkan sinyal listrik frekuensi radio eksternal. Tim ini menggabungkan penguatan laser yang tinggi dari semikonduktor kelas III-V dengan kemampuan pembentukan pulsa yang efisien dari pandu gelombang fotonik skala nano TFLN untuk mengembangkan laser yang memancarkan daya puncak keluaran tinggi sebesar 0,5 watt.

Selain ukurannya yang ringkas, seukuran ujung jari, laser mode-locked yang baru didemonstrasikan ini juga menunjukkan sejumlah keunggulan yang tidak dapat dicapai oleh laser tradisional, seperti kemampuan untuk menyetel laju pengulangan pulsa keluaran secara presisi pada rentang 200 megahertz hanya dengan menyesuaikan arus pompa. Tim ini berharap dapat mencapai sumber sisir berskala chip dan frekuensi stabil melalui rekonfigurasi laser yang canggih, yang sangat penting untuk penginderaan presisi. Aplikasi praktisnya meliputi penggunaan ponsel untuk mendiagnosis penyakit mata, atau untuk menganalisis E. coli dan virus berbahaya dalam makanan dan lingkungan, serta untuk memungkinkan navigasi saat GPS rusak atau tidak tersedia.