Təbiətin Ən Sürətli Zaman Ölçmələrini açmaq

Ultra sürətli rejim kilidli lazerlər kimyəvi reaksiyalar zamanı molekulyar bağların qurulması və ya qırılması və ya turbulent mühitdə işığın yayılması kimi təbiətdəki ən sürətli zaman miqyasının sirlərini açmaq üçün əvəzolunmazdır. Rejim kilidli lazerlərin yüksək sürəti, nəbzinin pik intensivliyi və geniş spektrli əhatə dairəsi, həmçinin optik atom saatları, bioloji görüntüləmə və məlumatları hesablamaq və emal etmək üçün işıqdan istifadə edən kompüterlər də daxil olmaqla çoxsaylı fotonik texnologiyaları işə salmışdır.

Təəssüf ki, ən müasir rejim kilidli lazerlər hazırda bahalı, güc tələb edən stolüstü sistemlərdir və laboratoriya istifadəsi ilə məhdudlaşır.

Kiçik, Effektiv Fotonikaya Doğru

CUNY İrəli Elm Tədqiqat Mərkəzinin Fotonik Təşəbbüsünün professoru Guo, “Məqsədimiz böyük laboratoriya əsaslı sistemləri kütləvi istehsal oluna və sahəyə yerləşdirilə bilən çip ölçülü sistemlərə çevirərək ultrasürətli fotonika sahəsində inqilab etməkdir” dedi. CUNY Məzun Mərkəzində fizika professoru.

“Biz nəinki hər şeyi kiçikləşdirmək istəyirik, həm də bu ultra sürətli çip ölçülü lazerlərin qənaətbəxş performans göstərməsini təmin etmək istəyirik. Məsələn, mənalı çip miqyaslı sistemlər yaratmaq üçün bizə kifayət qədər nəbz-pik intensivliyinə, tercihen 1 Vatt-dan çox ehtiyacımız var”.

Miniatürləşdirmənin Çətinliyi

Bununla belə, çipdə effektiv rejim kilidli lazerin həyata keçirilməsi sadə bir proses deyil. Guonun tədqiqatı nazik təbəqəli litium niobat (TFLN) kimi tanınan inkişaf etməkdə olan material platformasından istifadə edir. Bu material xarici radiotezlikli elektrik siqnalını tətbiq etməklə lazer impulslarının çox səmərəli formalaşdırılmasına və dəqiq idarə olunmasına imkan verir.

Təcrübələrində Guo komandası 0,5 Vatt yüksək çıxış pik gücü buraxa bilən lazeri nümayiş etdirmək üçün III-V yarımkeçiricilərin yüksək lazer qazancını və TFLN nanoölçülü fotonik dalğa ötürücülərinin effektiv impuls formalaşdırma qabiliyyətini unikal şəkildə birləşdirdi.

Gələcək Nəticələr və Çağırışlar

Yığcam ölçüsündən əlavə, nümayiş etdirilən rejim kilidli lazer, həm də ənənəvi olanların əlçatmaz olduğu bir çox maraqlı xüsusiyyətlər nümayiş etdirir və gələcək tətbiqlər üçün dərin təsirlər təklif edir. Məsələn, lazerin nasos cərəyanını tənzimləyərək, Guo 200 MHz-lik çox geniş diapazonda çıxış impulslarının təkrar tezliklərini dəqiq tənzimləyə bildi. Tədqiqat qrupu nümayiş etdirilən lazerin güclü yenidən konfiqurasiyasından istifadə etməklə, dəqiq algılama üçün vacib olan çip miqyaslı, tezlik sabitləşdirilmiş daraq mənbələrini işə salmağa ümid edir.

Quonun komandası portativ və əl cihazlarında istifadə üçün tərcümə oluna bilən miqyaslı, inteqrasiya olunmuş, ultrasürətli fotonik sistemləri həyata keçirmək üçün əlavə problemləri həll etməli olacaq, lakin onun laboratoriyası bu hazırkı nümayişlə böyük maneəni dəf edib.

Potensial Real Dünya Tətbiqləri

“Bu nailiyyət göz xəstəliklərinin diaqnostikası üçün mobil telefonlardan istifadə etməyə və ya E. coli və təhlükəli viruslar kimi şeylər üçün qida və ətraf mühiti təhlil etməyə yol açır” dedi Quo. “Bu, həmçinin GPS təhlükəsi yarandıqda və ya mövcud olmadıqda naviqasiyaya imkan verən futuristik çip miqyaslı atom saatlarını işə sala bilər.”