Laser na úrovni čipu môže spôsobiť revolúciu

Stanfordskí inžinieri vytvorili titánovo-zafírový laser na úrovni čipu, čím túto výkonnú technológiu sprístupnili širším možnostiam využitia. Predtým boli tieto lasery veľké, drahé a na ich fungovanie boli potrebné ďalšie výkonné lasery, aby im dodali dostatok energie na fungovanie. Nový čipový laser je však menší, cenovo dostupnejší a môže byť napájaný obyčajným zeleným laserovým ukazovadlom.

Prelomový objav má potenciál výrazne zmeniť rôzne oblasti vrátane kvantovej optiky, spektroskopie a neurovedy. Čipový laser je vysoko účinný a produkuje ultrarýchle impulzy svetla so širokou škálou farieb. Lasery malých rozmerov by sa mohli integrovať do kompaktnejších sond, čo by ponúklo nové možnosti v optogenetike a oftalmológii.

Výskumníci zo Stanfordu začali s tenkou vrstvou titánového zafíru na platforme oxidu kremičitého (SiO₂), všetko na substráte skutočného zafírového kryštálu. Brúsením, leptaním a leštením dosiahli extrémne tenkú vrstvu s hrúbkou len niekoľko stoviek nanometrov. Do tejto tenkej vrstvy potom vytvorili vír drobných hrebeňov, ktoré ako káble z optických vlákien vedú svetlo okolo a zvyšujú jeho intenzitu. Ide o vzor známy ako vlnovod. 

Posledným kúskom skladačky je mikrorozmerný ohrievač, ktorý ohrieva svetlo prechádzajúce cez vlnovody, čo umožňuje tímu zmeniť vlnovú dĺžku vyžarovaného svetla a vyladiť farbu svetla kdekoľvek medzi 700 a 1 000 nanometrami – od červenej po infračervenú. Výskumníci sa teraz zameriavajú na zdokonalenie lasera na úrovni čipu a jeho hromadnú výrobu na doštičkách, pričom na jednu doštičku by sa mohli umiestniť tisíce laserov, aby sa výrazne znížili náklady.

V budúcnosti by táto technológia mohla zlepšiť najmodernejšie kvantové počítače, zmeniť optogenetiku a spôsobiť revolúciu v laserovej očnej chirurgii. Vďaka potenciálu masovej výroby a širokého rozšírenia sú titánovo-zafírové lasery na úrovni čipov pripravené otvoriť nové možnosti výskumu a aplikácií v rôznych vedeckých oblastiach. Výskum bol publikovaný v časopise Nature. 

Zdroj: stanford.edu.

Foto zdroj: Yang et al., Nature