Niewielkie, lecz potężne: nowe zielone lasery otwierają drzwi do wszechstronnych zastosowań

WarsawNaukowcy dokonali znaczącego postępu w technologii laserowej, opracowując małe lasery emitujące zielone światło. Stworzenie stabilnych, małych zielonych laserów było bardzo trudne, problem ten jest znany jako „zielona luka”. Wcześniejsze metody, wykorzystujące prąd elektryczny w półprzewodnikach, sprawdzały się w przypadku laserów czerwonych i niebieskich, ale nie w przypadku zielonych. Teraz badacze z Krajowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) rozwiązali ten problem poprzez zmianę małej optycznej części zwanej mikrorezonatorem.

Zespół opracował małe urządzenie wielkości chipu, które potrafi zmieniać swoją grubość i być bardziej narażone na powietrze. Dzięki temu może wytwarzać różne długości fal świetlnych, obejmujące cały zielony luk. To usprawnienie może znaleźć zastosowanie w wielu fascynujących dziedzinach.

• Komunikacja podwodna wykorzystująca przezroczystość wody dla fal barwy niebiesko-zielonej
• Leczenie medyczne, takie jak zabiegi laserowe w retinopatii cukrzycowej
• Pełnokolorowe wyświetlacze laserowe
• Kwantowa technologia obliczeniowa i komunikacyjna

Mikrorezonator użyty w tym badaniu wykonany jest z azotku krzemu. Gdy światło podczerwone wchodzi do urządzenia w kształcie pierścienia, krąży w nim wielokrotnie, stając się bardzo intensywne i wchodzi w interakcję z azotkiem krzemu. Ta interakcja powoduje oscylację parametryczną optyczną (OPO), co prowadzi do powstania dwóch nowych długości fal światła, nazywanych idlerem i sygnałem. Naukowcy dostroili mikrorezonator w taki sposób, aby generował ponad 150 różnych długości fal.

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:24

Przełomowy proces przekształca odpady w ekologiczne paliwo lotnicze

Zielone lasery wbudowane w chipy mogą teraz współpracować z innymi urządzeniami, co zwiększa ich zastosowania. Na przykład, w obliczeniach kwantowych, małe zielone lasery mogą przechowywać dane w kubitach. Zazwyczaj systemy kwantowe korzystają z większych i cięższych laserów, które są trudne do użycia poza laboratoriami.

Zwiększenie efektywności energetycznej przy tworzeniu kolorów lasera z zielonej luki jest kluczowe. Obecnie tylko niewielka część mocy lasera wejściowego jest przekształcana w moc wyjściową. Lepsze połączenia między laserem wejściowym a światłowodem prowadzącym światło do mikrorezonatora mogą znacznie zwiększyć tę efektywność.

To osiągnięcie kończy serię miniaturowych laserów, czyniąc je bardziej przydatnymi w różnych dziedzinach zaawansowanej technologii. Dlatego praca zespołu NIST jest istotna, otwierając nowe możliwości i lepsze zastosowania w wielu obszarach.