Недавно су истраживачи са Универзитета Станфорд направили искорак у области производње ласера.
Успешно су развили и произвели титанијум сафир ласер на чипу, иновацију која не само да смањује величину ласера за четири реда величине (тј. на једну десетохиљадим делом оригиналне величине), већ и смањује трошкове за три реда величине (тј. до само једне хиљадити део првобитне цене).
„Ово је реметилачки пробој у традиционалној парадигми“, одушевљена је проф. Јелена Вучковић, професорка глобалног лидерства и водећи ауторитет у електротехници. Као старији аутор чланка који детаљно описује овај титанијум сафир ласер у чипу у часопису Натуре, она је узбуђена због будућности: „Ускоро ће свака лабораторија моћи да има стотине ових ласера високих перформанси на једном чипу, уместо тога ослањања на гломазну и скупу конвенционалну опрему, такође ће бити невероватно лака за управљање, а биће могуће чак и да се вози са зеленим ласерским показивачем.
Џошуа Јанг, др. кандидата у лабораторији, даље разрађује далекосежне импликације ове технологије, „Ови моћни ласери ће моћи да се користе у широком спектру важних апликација уз делић цене док прелазимо са уређаја десктоп класе на прављење производа спремних за производњу на чипу“. Радио је на овом револуционарном истраживању са колегама у Лабораторији за наноскалу и квантну фотонику проф. Вучковића, укључујући истраживача Каспера Ван Гасеа и постдокторског научника Даниила М. Лукина.
Технички, ласери од титан сафира су фаворизовани јер имају највећи "пропусни опсег" од свих ласерских кристала. То значи да су титан-сафирни ласери у стању да производе шири опсег таласних дужина од других ласера. Поред тога, њихови светлосни импулси се емитују изузетно брзо, сваки трилионти део секунде. Ове одличне карактеристике перформанси ће несумњиво у великој мери допринети широкој примени и дубинском развоју ласерске технологије у различитим областима.
Да би направили овај нови тип ласера, прво су прецизно покрили слој правих сафирних кристала слојем титанијум сафира на платформи од силицијум диоксида. Титанијум сафир је затим фино брушен, угравиран и полиран и редукован на ултра танак слој дебљине само неколико стотина нанометара. Одмах након тога, тим је педантно дизајнирао таласовод у овом ултра танком слоју материјала.
Овај минијатуризовани дизајн нуди значајне предности. Са математичке тачке гледишта, интензитет је однос снаге и површине. Дакле, уз задржавање исте снаге као код ласера великих размера, интензитет ласера ће бити значајно повећан због смањене површине. Истраживачи су приметили: "Мала величина ласера нам заправо помаже да побољшамо ефикасност."
Поред тога, да би додатно побољшао перформансе ласера, истраживачки тим је уградио минијатурни грејач. Овај грејач загрева светлост која пролази кроз таласовод, омогућавајући тиму Јелене Вучковић флексибилност да подеси таласну дужину емитоване светлости између 700-1000 нанометара.
Овај титан сафир ласер на микрочипу показује обећавајуће примене у неколико области. У квантној физици, нуди јефтино и практично решење за смањење најсавременијих квантних рачунара. А у области неуронауке, истраживачи са Станфорда предвиђају њену директну примену у оптогенетици, пољу које омогућава научницима да контролишу и утичу на активност неурона унутар мозга кроз светлост, упркос релативној гломазности оптичких уређаја који се тренутно користе.
Гледајући унапред, тим ће наставити да усавршава дизајн титанијум-сафирних ласера величине чипа и истражи могућност њихове масовне производње на плочицама, хиљадама ласера истовремено. Овог лета, Џошуа Јанг ће стећи докторат на основу овог истраживања и радити на извођењу ове технологије на тржиште. Можемо да ставимо хиљаде ласера на плочицу од 4- инча, а цена по ласеру ће бити близу нуле“, каже он самоуверено. Ово ће несумњиво изазвати технолошку револуцију.“
Преведено са ввв.ДеепЛ.цом/Транслатор (бесплатна верзија)
