科学家们找到了如何缩小巨大的超快激光器,使其安装在一个微小的芯片上——该领域的“圣杯”

科学家们成功地让超快激光器在微型芯片上运行,为微型但功能强大的诊断设备铺平了道路。

来源:LiveScience

研究人员表示,光子芯片的突破可以使大型、昂贵的超快激光器变得更小,从而带来便携式且经济实惠的成像、诊断和信息处理设备。

通过使用几十年前被忽视的激光架构,科学家们成功地将超快激光安装到微型光子芯片上——这种芯片使用光而不是电来进行计算操作。

在 6 月 3 日发表在《自然》杂志上的一项新研究中,该团队证明光子芯片上的微型激光器可以在 147 飞秒(147 万亿分之一秒)的突发中提供 1.05 纳焦的能量,从而与实验室级超快激光器的输出相竞争。

超快激光器用于多种应用,从精密制造和眼科手术到生物成像和原子钟,但为其提供动力所需的系统往往占据实验室或工厂的整个桌面。然而,这些激光脉冲的强大输出使得它们难以小型化到光子芯片上。

“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,”瑞士联邦理工学院 (EPFL) 光子学教授 Tobias Kippenberg 在一份声明中表示。

“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。”

前瞻突破源于回望

光子芯片通过使用称为波导的微观结构(通常采用光纤或蚀刻腔的形式)来操纵光来携带信息。它们并不是特别新颖,可以在光纤通信、医疗传感器和激光雷达系统中找到。

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EPFL 基于芯片的超快激光器在测试装置中运行。

(图片来源:Zheru Qiu/EPFL)