指先サイズの高性能超高速レーザー

高いパフォーマンス超高速レーザー指先くらいの大きさ

サイエンス誌に掲載された新しい表紙記事によると、ニューヨーク市立大学の研究者らは、高性能を生み出す新しい方法を実証したという。超高速レーザーナノフォトニクスについて。この小型化されたモードロックレーザフェムト秒（1兆分の1秒）間隔で一連の超短コヒーレント光パルスを放射します。

超高速モードロックレーザー化学反応中の分子結合の形成や切断、乱流媒体中の光の伝播など、自然界の最速のタイムスケールの秘密を解き明かすのに役立ちます。モードロックレーザーの高速性、ピークパルス強度、広範囲のスペクトルカバーにより、光原子時計、生物学的イメージング、光を使用してデータを計算および処理するコンピューターなど、多くの光子技術も可能になります。

しかし、最先端のモードロックレーザーは依然として非常に高価で電力を必要とするデスクトップシステムであり、研究室での使用に限定されています。新しい研究の目標は、これを大量生産して現場に導入できるチップサイズのシステムに変えることです。研究者らは、薄膜ニオブ酸リチウム (TFLN) 新興材料プラットフォームを使用して、外部高周波電気信号を適用することでレーザー パルスを効果的に成形し、正確に制御しました。研究チームは、クラスIII-V半導体の高いレーザー利得とTFLNナノスケールフォトニック導波路の効率的なパルス整形機能を組み合わせて、0.5ワットの高出力ピークパワーを発するレーザーを開発した。

指先サイズのコンパクトなサイズに加えて、新しく実証されたモードロックレーザーは、出力パルスの繰り返し率を一定期間にわたって正確に調整できる機能など、従来のレーザーでは達成できない多くの特性も示します。ポンプ電流を調整するだけで200メガヘルツの広範囲に対応します。研究チームは、高精度センシングに不可欠なレーザーの強力な再構成を通じて、チップスケールで周波数が安定したコム光源を実現したいと考えている。実際の応用例としては、携帯電話を使用して目の病気を診断したり、食品や環境中の大腸菌や危険なウイルスを分析したり、GPS が損傷したり利用できない場合にナビゲーションを可能にしたりすることが含まれます。