Laser verdi: piccoli e potenti, rivoluzionano tecnologia e applicazioni versatili

RomeScienziati Sbloccano la Tecnologia dei Laser Verdi con un Microresonatore

Gli scienziati hanno compiuto un grande passo avanti nella tecnologia laser sviluppando piccoli laser che emettono luce verde. La creazione di laser verdi stabili e di piccole dimensioni è stata a lungo una sfida nota come il "green gap." Metodi precedenti che utilizzavano correnti elettriche nei semiconduttori funzionavano per i laser rossi e blu, ma non per quelli verdi. Ora, i ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno superato questo ostacolo modificando una piccola componente ottica chiamata microresonatore.

Il team ha sviluppato un dispositivo delle dimensioni di un chip in grado di variare il proprio spessore e di esporsi maggiormente all'aria. Questo permette di generare una gamma di lunghezze d'onda luminose che copre completamente il cosiddetto green gap. Questa innovazione potrebbe avere molte applicazioni entusiasmanti.

• Comunicazioni sottomarine grazie alla trasparenza dell'acqua alle lunghezze d'onda blu-verdi
• Trattamenti medici come la terapia laser per la retinopatia diabetica
• Proiezioni laser a colori pieni
• Calcolo e comunicazione quantistica

Nello studio, è stato utilizzato un micro-risonatore in nitruro di silicio. Quando la luce infrarossa entra nel dispositivo ad anello, circola numerose volte, intensificandosi notevolmente e interagendo con il nitruro di silicio. Questa interazione provoca l’oscillazione parametrica ottica (OPO), generando due nuove lunghezze d'onda chiamate idler e segnale. I ricercatori hanno regolato il micro-risonatore per produrre oltre 150 lunghezze d'onda diverse.

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I laser verdi su chip possono ora integrarsi con altri dispositivi per una varietà di utilizzi. Ad esempio, nel campo del calcolo quantistico, piccoli laser verdi possono immagazzinare dati nei qubit. Normalmente, i sistemi quantistici utilizzano laser più grandi e pesanti, che sono difficili da impiegare fuori dai laboratori.

Migliorare l'efficienza energetica nella creazione dei colori laser del green gap è cruciale. Attualmente, solo una piccola parte della potenza del laser in ingresso si trasforma in potenza d'uscita. Incrementare le connessioni tra il laser in ingresso e la guida d'onda che dirige la luce nel micro-risonatore potrebbe aumentare significativamente questa efficienza.

Questo sviluppo completa la gamma di piccoli laser e li rende più utili in vari settori tecnologici avanzati. Pertanto, il lavoro del team del NIST è cruciale, aprendo nuove opportunità e applicazioni migliori in numerosi ambiti.