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曾经充满实验室的激光现在可以安装在一个微小的芯片上
科学家们终于将实验室级超快激光器封装到微型光子芯片上。超快激光器产生的光脉冲仅持续几百飞秒，每一次光的长度只有万亿分之一秒。这些极短的脉冲广泛用于各种技术，包括精密制造、眼科手术和光频率 [...]
来源:SciTech日报科学家们终于将实验室级超快激光器封装到微型光子芯片上。
超快激光器产生的光脉冲仅持续几百飞秒，每个脉冲长度仅为万亿分之一秒。这些极短的脉冲被广泛用于各种技术，包括精密制造、眼科手术和光学频率梳，这是一项荣获诺贝尔奖的创新技术，为世界上最精确的光学原子钟提供动力。
尽管超快激光器很重要，但它们通常仍然是大型且昂贵的系统，占据了研究实验室的整个光学平台。经过世界各地科学家二十多年的努力，将这些设备缩小到光子芯片上仍然是一个难以实现的目标。
现在，由 EPFL 教授 Tobias J. Kippenberg 领导的研究人员已经实现了这一里程碑。该团队在《自然》杂志上撰文，报告了首款集成超快激光器，能够与传统台式飞秒激光器的性能相匹配，产生短至 147 飞秒的脉冲，能量达到 1.05 纳焦耳。
将超快激光器引入光子芯片
光子芯片使用被称为波导的微观结构来操纵光，这些微观结构被图案化在晶圆上。在许多方面，它们的功能类似于电子芯片，只不过它们引导的是光而不是电流。这些芯片已经广泛应用于电信领域，并帮助缩小了许多曾经需要更大设备的光学技术的尺寸。
“二十多年来，片上高脉冲能量飞秒激光器被广泛认为是集成光子学的圣杯，”Kippenberg 说。 “我们的结果表明，这不仅是可能的，而且可以通过集成光子学界忽视的令人惊讶的优雅架构来实现。”
被忽视的激光设计
为了实现这一目标，研究人员采用了一种很少使用的激光架构，称为 Mamyshev 振荡器。