Harvard John A. Los físicos de la Escuela de Ingeniería de Palson y Ciencias Aplicadas (SEA) han creado un láser compacto que emite los pulsos de luz muy brillantes y cortos en una longitud de onda útil pero sólida, y el rendimiento de un dispositivo fotónico más grande en un solo chip.
Publicado NaturalezaEl estudio es una primera pantalla de generador de pulso láser de picosegundos en chips, de infrarrojo medio que no se requiere un elemento externo para administrar. El dispositivo puede conocerse como un combb de frecuencia óptica, que es un espectro de luz que contiene líneas de frecuencia interfensivas iguales (como un chiruni) que se usa hoy para una medición adecuada. El nuevo chip láser puede algún día ser extremadamente sensible para el monitoreo ambiental, los sensores de gas de espectro de pan o las imágenes médicas pueden acelerar la creación de un nuevo tipo de equipo de espectroscopía.
El autor principal del documento es Federico Capaso, Profesor de Física Aplicada de Física Aplicada y Investigación Senior de Vinton Heis del Departamento de Ingeniería Eléctrica. Con el apoyo de la National Science Foundation y el Departamento de Defensa, la investigación fue una cooperación con el Grupo Schwarj de Tecnología de la Universidad de Viena (TUEN WIN); Un consorcio de científicos italianos dirigidos por Luzi A Lugiyato; Y solución de luz diurna dirigida por los Dr. Timothy Day de Leonardo.
Capaso dijo: “Esta es una nueva tecnología emocionante que integra la fotónica de no recargas en chip para crear Ultrakort Ultrak Dal en el franco medio; no había nada que hasta ahora”, dijo Capaso. “Además, estos dispositivos se pueden producir fácilmente en las fundiciones de láser industrial utilizando la fabricación de semiconductores estándar”.
El infrarrojo medio es una sección invisible del espectro magnético electrónico que se beneficia hoy en aplicaciones ambientales. Dado que muchas moléculas de gas, como el dióxido de carbono y el metano, absorben eficientemente la luz de la infrada media, el rango de esta longitud de onda se ha convertido en una herramienta importante para monitorear los gases ambientales, especialmente con la tecnología de láser Cancad Cancad con CAPSO en la década de 1990.
El nuevo papel puede detectar una forma de generar la fuente de luz de banda ancha que puede detectar, por ejemplo, las huellas digitales de muchos gases absorbentes separados en un solo dispositivo.
“El primer autor del Grupo Capaso, coautores e asociados de investigación, Dmitry Kazakov, dijo:” El paso principal para crear la fuente de supercontinio, que puede crear miles de diferentes frecuencias en un chip “.” Creo que es una probabilidad real para el futuro de esta plataforma “” “
La ingeniería nanofotónica básica es el láser básico en cascada cuántica, que crea un haz consistente de luz del infrarrojo medio al mantener varios materiales de semiconductores nanoestructurados juntos. Otros láseres de semiconductores no son como láseres que dependen de las técnicas bien establecidas llamadas láser de bloqueo de modo, los láseres cuánticos de Cascad son notoriamente difíciles debido a su movilidad inherentemente extrema. Los generadores de pulso de infrarrojo medio existentes basados en láseres de cascada cuántica generalmente son necesarios para emitir el pulso, así como las configuraciones complejas para lograr muchos materiales de hardware separados. Por lo general, se limitan a una potencia de salida específica y un ancho de banda del espectro.
Combinando el nuevo generador de pulso sin problemas, en un solo dispositivo, los láseres fotónicos integrados e integrados no lineales crean una serie de ideas para producir ciertos tipos de pulsos de luz de picosegundos. En el diseño de su arquitectura de chips, los investigadores se inspiraron en un dispositivo de modulación de luz aparentemente relacionado llamado Micorsonator de empleados. Su pensamiento creativo les permite eludir las tácticas tradicionales, como el bloqueo de modo para su generación de pulsos.
“Nuestra medida fue obsoleta cuando llegó la investigación de láser en cascada cuántica”, dijo Thodor Letsau, estudiante graduado del becario de investigación del MIT y Capaso Group. “Integramos los dos tipos de campos y la comunidad de resonador Keri lo ha llevado y aplicado a nuestro sistema que fue un proceso emocionante”.
“Para mí, el impacto más significativo de nuestro nuevo trabajo, el fascinante física, ha dado la confianza en la fabricación y operación de nuestra arquitectura multicumpone, que ahora es un gran desafío en la fotónica integrada de infrarrojo medio”, dice el profesor de TU. “Estamos desarrollando una nueva arquitectura para permitir la efectividad que ya creemos imposible”.
Los investigadores atrajeron una teoría fundamental publicada en la década de 1980 que estableció una estructura para los resonadores de automóviles pasivos. Uno de los nuevos coautores de documentos es Luizi Lugiato, quien trabajó para reconstruir su ecuación principal para describir la movilidad del sistema láser IR Mid-IR.
“Este es un extremo final emocionante de un viaje que comenzó con la ecuación Lugiato-Leffver”, dijo Eméritus Lucyto, profesor de la Universidad de Insubria en Italia. “Lo que se inició como un modelo para sistemas pasivos se desarrolló en la estructura integrada para las combinaciones de frecuencia de solitones de todo tipo de cavidad que se dirigió a esta ruta a predecir los láseres de cascada cuántica con alimentación óptima en nuestro umbral, ahora confirmado por esta prueba”.
El nuevo láser de infrarrojo medio puede mantener de manera confiable la producción de pulso durante varias horas a la vez. En serio, también se puede producir mediante el uso de procesos de tela industrial existentes, lo que puede aumentar en gran medida su velocidad. El dispositivo está hecho con un resonador de anillo que se puede alimentar hacia afuera; Un láser en chip que impulsa el resonador del anillo; Y un segundo resonador de anillo activo que actúa como un filtro. Se crearon chips en la matrícula.
“Esta tecnología ha prometido ser un verdadero hombre de juego en la espectroscopía de interfacería media”, dijo el Día del Día del Día del Día de Timhia de Leonardo Drs Drs Solutions Units Units Timthia Day. “La eficiencia de levantar procesos fabricados existentes para producir estos dispositivos en fragmentos comerciales realmente puede permitir muchos de los próximos mercados, incluido el monitoreo ambiental, el control de procesos industriales, la investigación en ciencias de la vida y el diagnóstico médico”.
La investigación se basó en el trabajo respaldado por la National Science Foundation bajo la subvención No. ECCS 221715. Otras fuentes del Fondo incluyen los programas de becas de posgrado de ciencias e ingeniería del Departamento de Defensa y el Consejo Europeo de Investigación.
La Oficina de Desarrollo de Tecnología de Harvard ha protegido innovaciones asociadas con este estudio y exploran oportunidades comerciales.