Neseniai JAV Stanfordo universiteto tyrimų komanda sėkmingai baigė daktaro disertaciją: „Titanium: Sapphire-on-Insulator“ fotonika lazeriams ir stiprintuvams. Rezultatai pristatė naują procesą: „Titanium: Sapphire“ fotoniką, kuris gali pasiekti lusto mažo slenksčio lazerio ir didelės galios lazerio amplifikaciją, užtikrinant naujas galimybes ateityje kurti didelės spartos skaičiavimo, duomenų ryšio ir optinių jutiklių kūrimą.
Tyrimo pagrindas
Lazerio technologijos plėtra vaidino gyvybiškai svarbų vaidmenį moksliniuose tyrimuose ir pramonėje. Visų pirma, titano safyras (titanas: safyras, TI: safyras) lazeriai yra plačiai naudojami optinių dažnių šukose, dviejų fotonų mikroskopijoje ir kvantiniuose optiniuose eksperimentuose dėl jų ypač plačiojo pralaidumo ir suderinamo diapazono. Tačiau dėl didelio dydžio, didelių išlaidų ir didelės galios siurblio šviesos šaltinių poreikio, tradicinių titano safyro lazerių pritaikymas yra labai ribotas.
Nuo stalinių kompiuterių iki lusto: „Titanium Sapphire“ lazerių technologinis šuolis
Titano safyro lazeriai ilgą laiką užėmė pagrindinę mokslinių tyrimų poziciją dėl jų puikių rezultatų. Tačiau tradicinės sistemos yra didelės ir brangios ir negali patenkinti perkeliamumo ir plataus masto integracijos poreikių. „Ti: SAOI“ fotoninė platforma, kurią sukūrė Stanfordo komanda
1. Itin žemas slenksčio lazerio svyravimas
Sukūrę mažo praradimo šnabždesio galerijos režimo mikro rezonansinę ertmę, tyrėjai pasiekė titano safyro lazerį, kuriam reikia tik Milliwatt lygio siurblio galios
2. Didelės galios optinis stiprintuvas
„Ti: SAOI Wanguide“ režimo galimybė yra keli, didesnės nei tradicinių sistemų laipsniai, o tai realizuoja pirmąjį pasaulyje kietojo kūno optinio stiprintuvą, kurio veikimo bangos ilgis yra mažesnis nei 1 mikronas. Šis stiprintuvas gali sustiprinti pikosekundės impulsus iki didžiausios galios 1. 0 kilovAT be iškraipymų.
3. Maišomieji integruoti lazeriai
Tyrimų komanda sėkmingai sukūrė pirmąjį pasaulyje suderintą integruotą „Titanium Sapphire“ lazerį ir pirmą kartą naudojo pigių žaliųjų lazerinių diodų kaip siurblio šviesos šaltinius. Tikimasi, kad šis technologinis proveržis realizuos didelio masto „Titanium Sapphire“ lazerinius masyvus, suteikiantį naujų galimybių būsimoms aukščiausios klasės optinėms reikmėms. Didelė kvantinės optikos ir netiesinės fotonikos pažanga
Be „Ti: SAOI“ platformos kūrimo, popieriuje taip pat apima atvirkštinės konstrukcijos optinės technologijos, pagrįstos silicio karbido (SIC) fotonine platforma. Atvirkštinis dizainas pakeitė fotonikos lauką, todėl automatizuotas sudėtingų konstrukcijų kūrimas buvo įmanomas. Tačiau atvirkštinio dizaino pritaikymas netiesinėje fotonikoje vis dar yra pradinėje stadijoje.
Tyrėjai pasiekė kvantinių ir klasikinių netiesinių fotonų generavimą silicio karbido nano-optinėmis ertmėmis.
Fotoninės integracijos era: plačios komercinių programų perspektyvos
Pagrindinis šio tyrimo indėlis yra skirtas „Titanium Sapphire“ lazerio technologijos miniatiūrizavimas, nebrangiai ir mastelio keitimas, suteikiantis naujas priemones mokslo ir pramonės bendruomenėms. TI: SAOI technologija rodo plačias programų perspektyvas daugelyje sričių:
1. Optinio dažnio šukos naudojamos didelio tikslumo spektrinei analizei ir metrologijai.
2. Bio-optinis vaizdavimas vaidina svarbų vaidmenį didelės skiriamosios gebos vaizdo gavimo technologijose, tokiose kaip dviejų fotonų mikroskopija.
3. Kvantinis ryšys ir skaičiavimas gali būti naudojami kaip kvantiniai šviesos šaltiniai, norint pasiekti efektyvesnį kvantinės informacijos apdorojimą.
