Une haute performancelaser ultrarapidela taille d'un doigt
Selon un nouvel article de couverture publié dans la revue Science, des chercheurs de la City University of New York ont démontré une nouvelle façon de créer des systèmes haute performance.lasers ultrarapidessur la nanophotonique. Ce dispositif miniaturisé à verrouillage de modelaserémet une série d'impulsions lumineuses cohérentes ultra-courtes à des intervalles de femtosecondes (trillionièmes de seconde).
Mode ultra-rapide verrouillélasersLes lasers à verrouillage de mode peuvent contribuer à percer les secrets des échelles de temps les plus rapides de la nature, comme la formation ou la rupture de liaisons moléculaires lors de réactions chimiques, ou la propagation de la lumière dans des milieux turbulents. Leur vitesse élevée, leur intensité d'impulsion maximale et leur large spectre d'émission permettent également le développement de nombreuses technologies photoniques, notamment les horloges atomiques optiques, l'imagerie biologique et les ordinateurs utilisant la lumière pour calculer et traiter des données.
Cependant, les lasers à verrouillage de modes les plus avancés restent des systèmes de bureau extrêmement coûteux et gourmands en énergie, limités à une utilisation en laboratoire. L'objectif de cette nouvelle recherche est de transformer ce système en un système de la taille d'une puce, pouvant être produit en série et déployé sur le terrain. Les chercheurs ont utilisé une plateforme de matériau émergent en niobate de lithium en couches minces (TFLN) pour façonner et contrôler efficacement les impulsions laser en appliquant des signaux électriques radiofréquence externes. L'équipe a combiné le gain laser élevé des semi-conducteurs de classe III-V avec les capacités de façonnage d'impulsions efficaces des guides d'ondes photoniques nanométriques en TFLN pour développer un laser émettant une puissance crête élevée de 0,5 watt.
Outre sa taille compacte, de la taille d'un doigt, le laser à verrouillage de mode récemment présenté présente également plusieurs propriétés inaccessibles aux lasers traditionnels, comme la possibilité d'ajuster précisément la fréquence de répétition de l'impulsion de sortie sur une large plage de 200 mégahertz par simple ajustement du courant de pompage. L'équipe espère obtenir une source en peigne stable en fréquence, à l'échelle d'une puce, grâce à la puissante reconfiguration du laser, essentielle à une détection de précision. Parmi les applications pratiques, on peut citer l'utilisation des téléphones portables pour diagnostiquer les maladies oculaires, analyser E. coli et les virus dangereux présents dans les aliments et l'environnement, et permettre la navigation lorsque le GPS est endommagé ou indisponible.
Date de publication : 30 janvier 2024