Comhtháthaíonn na heolaithe taisceadán Móid Léasair Ardfheidhmíochta Ar Sliseanna Nanafótónacha Don Chéad Uair

Tá úsáid léasair sa saol laethúil tar éis éirí sách coitianta, agus is féidir é a bheith ina uirlis thábhachtach freisin chun rudaí sa nádúr atá dofheicthe don tsúil nocht a bhreathnú, a anailísiú agus a chainníochtú - tascanna a bhí, ar an drochuair, teoranta san am atá caite ag an gá atá le hionstraimí móra costasacha a úsáid.
Tá foireann eolaithe ó Ollscoil Chathair Nua-Eabhrac agus foireann Institiúid Teicneolaíochta California tar éis bealach nua a thaispeáint go turgnamhach chun léasair ardfheidhmíochta, ultrafast a dhéanamh ar sceallóga nanafótónacha - léirigh siad an chéad léasair ar domhan faoi ghlas mód-phumpála leictrilíteacha le hard-lasair. buaicchumhacht cuisle comhtháite ar fhóta-sliseanna litiam niobate scannán tanaí. Foilsíodh an taighde le déanaí mar scéal clúdaigh san iris Science.
Tá an taighde bunaithe ar léasair bheaga mhodh-ghlas - a astaíonn léasair uathúil a astaíonn traein de bhioga ultrashort de sholas comhleanúnach ag eatraimh femtosecond, de réir an cheannaire foirne Qiushi Guo.
Tá ról lárnach ag léasair ultrafast atá glasáilte le modh chun rúndiamhra scálaí ama is tapúla an dúlra a réiteach, lena n-áirítear staidéar a dhéanamh ar fhoirmiú agus briseadh bannaí móilíneacha in imoibrithe ceimiceacha agus iniúchadh a dhéanamh ar dhinimic iomadú solais i meáin shuaiteacha.
Is é forbairt léasair mhodh-ghlasáilte, mar gheall ar a mbuaic-dhéine tapa bíge agus clúdach leathan speictreach, a spreag forbairt éagsúlacht teicneolaíochtaí fótóinic, lena n-áirítear cloig adamhach optúla, bith-íomháú, agus ríomh sonraí bunaithe ar éadrom. i ríomhairí.
Ar an drochuair, tá fiú léasair nua-aimseartha modh-ghlasáilte fós costasach agus cumhacht-ocras, rud a d'fhág go bhfuil a n-úsáid teoranta go mór do thimpeallachtaí saotharlainne.
Aidhm na foirne thuasluaite: réimse na bhfótóinic ultrafast a réabhlóidiú trí chórais mhóra saotharlainne a chlaochlú go córais sliseanna-mhéid ar féidir iad a olltáirgeadh agus a imscaradh sa réimse. Níl siad ag iarraidh ach rudaí a dhéanamh níos lú, ach ba mhaith leo freisin a chinntiú go soláthraíonn na léasair ultrafast meánmhéide seo feidhmíocht shásúil. Mar shampla, teastaíonn go leor buaicdhéine buille uathu, de rogha ar níos mó ná 1 vata, chun córais scála sliseanna bríocha a thógáil.
Mar sin féin, is tasc dúshlánach é léasair éifeachtach modh-ghlasáilte a bhaint amach agus a chomhtháthú ar sliseanna. Úsáideann an taighde seo niobate litiam scannán tanaí (TFLN), ardán ábhar nuálaíoch. Ag baint úsáide as an ábhar seo, is féidir bíoga léasair a rialú go beacht agus go héifeachtach trí chomhartha leictreach RF seachtrach a chur leis.
Ina gcuid turgnaimh, chomhcheangail foireann Guo go sciliúil na hairíonna gnóthachain léasair ard de leathsheoltóirí III-V le cumais an-éifeachtach múnlú bíge de thonntreoraithe nanafótónacha TFLN, ag taispeáint léasair le buaicchumhacht aschuir de suas le 0.5 vata ar deireadh. .
Chomh maith lena mhéid dlúth, tá roinnt gnéithe nua spreagúla ag an léasair modh-ghlas a léirigh siad a d'fhéadfadh gealltanas mór a bheith ann d'iarratais sa todhchaí.
Mar shampla, trí shruth caidéil an léasair a thiúnadh go beacht, thuig Guo an cumas chun minicíocht athrá bíge aschuir a mhionchoigeartú thar raon leathan de 200 MHz. Ag baint úsáide as athchumrú láidir an léasair taispeána, tá súil ag an bhfoireann foinsí cíor cobhsaithe ar scála sliseanna a éascú, atá ríthábhachtach d'fheidhmchláir braite beachta.
Cé go gcruthaíonn foireann Kuo dúshláin bhreise d'fhoireann Kuo agus córais fhótóinic inscálaithe, comhtháite, ultrafast a bhaint amach le haghaidh gléasanna iniompartha agus láimhe, is cloch mhíle thábhachtach é an taispeántas reatha chun constaicí móra a shárú.
Réitíonn an éacht seo an bealach chun fón póca a úsáid chun galair súl a dhiagnóiseadh nó chun anailís a dhéanamh ar E. coli agus víris chontúirteacha i mbia agus sa chomhshaol. D'fhéadfadh sé cabhrú freisin le cloig adamhach scála sliseanna na todhchaí a chruthú, rud a chumasóidh loingseoireacht nuair a dhéantar damáiste do GPS nó nuair nach bhfuil sé ar fáil.
Tá bac mór sáraithe ag eolaithe leis an léiriú is déanaí seo. Mar sin féin, tá eolaithe ag tnúth anois le dul i ngleic leis na constaicí breise a bhaineann le córais fótóinic inscálaithe, comhtháite, ultra-luath a fhorbairt a fhéadfar a úsáid ar ghléasanna iniompartha agus láimhe.