Швейцарски физици създадоха фемтосекунден лазер върху фотонен чип, като постигнаха енергия на импулса от 1,05 наноджаула и продължителност от 147 фемтосекунди – параметри, които досега бяха достъпни само за настолни модели. Използвайки осцилатора на Мамишев, 42-сантиметровият лазерен път се побира в микроскопична спирала върху силициев чип. Технологията позволява масово производство на хиляди лазери върху една-единствена пластинка.

Фемтосекундните лазери излъчват ултракъси светлинни импулси, които се използват в хирургията за корекция на зрението, при микрообработката на материали, както и в атомните часовници и спектроскопията. Обикновено това са обемисти настолни системи, които струват десетки хиляди долари и изискват прецизна настройка. Миниатюризацията в чип ще ги направи преносими и евтини.

Фотонните чипове насочват светлината през вълноводи – микроскопични канали, хиляди пъти по-тънки от човешки косъм. При такава концентрация на мощността светлината започва да взаимодейства нелинейно със самата себе си: наблюдава се самомодулация на фазата, четиривълново смесване и други ефекти, които разрушават кратките импулси. Стандартните лазерни схеми с един резонатор не могат работят в чип.

Схемата, предложена преди време от руския физик Михаил Мамишев за влакнести лазери, използва два оптични филтъра, настроени на различни спектрални диапазони. Слабата хаотична светлина не може да премине и през двата филтъра и излиза навън. Интензивен импулс, преминаващ през вълновода, разширява спектъра си поради нелинейност и припокрива обхвата на двата филтъра. Той преминава през „контрола за безопасност“, връща се в резонатора и се усилва. Оказва се, че ефектите, които пречат на конвенционалните лазери върху чипа (нелинейно разширяване на спектъра), за осцилатора на Мамишев – не са проблем, а необходимо условие за работа, пише IE.

Изследователите от Швейцарското висше техническо училище в Лозана сглобяват лазер с дължина 42 см и го поставят върху спирала с площ от няколко квадратни милиметра. Спиралата е монтирана върху чип от силициев нитрид, легиран с ербий. По време на тестовете продължителността на импулса достигна 147 fs, енергията – 1,05 nJ, а пиковата мощност – около 7 kW.

В случай на масово производство върху стандартни силициеви пластини цената на един такъв лазер ще бъде около 100-500 долара, твърдят разработчиците.

Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.

С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.