Une haute performancelaser ultrarapidela taille d'un bout de doigt
Selon un nouvel article de couverture publié dans la revue Science, des chercheurs de la City University de New York ont démontré une nouvelle façon de créer deslasers ultrarapidessur la nanophotonique.Ce mode verrouillé miniaturisélaserémet une série d’impulsions lumineuses cohérentes ultra-courtes à intervalles femtosecondes (milliardièmes de seconde).
Mode ultrarapide verrouillélaserspeut aider à percer les secrets des échelles de temps les plus rapides de la nature, telles que la formation ou la rupture de liaisons moléculaires lors de réactions chimiques, ou la propagation de la lumière dans des milieux turbulents.La vitesse élevée, l'intensité maximale des impulsions et la large couverture spectrale des lasers à mode verrouillé permettent également de nombreuses technologies photoniques, notamment les horloges atomiques optiques, l'imagerie biologique et les ordinateurs qui utilisent la lumière pour calculer et traiter les données.
Mais les lasers à mode verrouillé les plus avancés restent des systèmes de bureau extrêmement coûteux et gourmands en énergie, limités à une utilisation en laboratoire.L’objectif de la nouvelle recherche est de transformer ce système en un système de la taille d’une puce pouvant être produit en masse et déployé sur le terrain.Les chercheurs ont utilisé une plate-forme de matériaux émergents en niobate de lithium à couches minces (TFLN) pour façonner et contrôler efficacement et avec précision les impulsions laser en y appliquant des signaux électriques radiofréquences externes.L’équipe a combiné le gain laser élevé des semi-conducteurs de classe III-V avec les capacités efficaces de mise en forme d’impulsions des guides d’ondes photoniques nanométriques TFLN pour développer un laser émettant une puissance maximale de sortie élevée de 0,5 watts.
En plus de sa taille compacte, qui correspond à la taille du bout d'un doigt, le laser à mode verrouillé récemment démontré présente également un certain nombre de propriétés que les lasers traditionnels ne peuvent pas atteindre, telles que la capacité d'ajuster avec précision le taux de répétition de l'impulsion de sortie sur une large plage de 200 mégahertz simplement en ajustant le courant de la pompe.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 la détection de précision.Les applications pratiques incluent l'utilisation des téléphones portables pour diagnostiquer les maladies oculaires, ou pour analyser E. coli et les virus dangereux présents dans les aliments et l'environnement, et pour permettre la navigation lorsque le GPS est endommagé ou indisponible.
Heure de publication : 30 janvier 2024