Ein Team von US-Forschern hat einen raumgroßen Laser in einen fingernagelgroßen Halbleiter-Mikrochip integriert. Die neue Technologie hat das Potenzial, die Photonik zu transformieren und den Weg für neue Laser in Lidars für Roboterfahrzeuge, Fortschritte in der Atomphysik sowie Augmented- und Virtual-Reality-Technologien zu ebnen.
Integrierte Halbleiterlaser haben in den letzten Jahrzehnten einen wichtigen Platz in der Photonik eingenommen und die technologische Grundlage für viele technologische und wissenschaftliche Fortschritte geschaffen. Trotzdem fehlen Schlüsselmerkmale der heutigen integrierten Laser, sagte Li Zhu, Professor und Projektleiter an der University of Rochester. Er identifiziert zwei Hauptprobleme, die die Entstehung neuer Technologien behindern – das Fehlen einer schnellen Rekonfigurierbarkeit und ein schmales spektrales Transparenzfenster.
Wissenschaftler haben diese Schwierigkeiten überwunden, indem sie einen neuartigen integrierten Halbleiterlaser auf der Grundlage des Pockels-Effekts geschaffen haben. Der Laser ist in eine Niobat-Lithium-Plattform auf einem Isolator integriert.
Die neue Plattform hat folgende Vorteile:
Schnelles Intra-Puls-Chirp, das in Lidars unverzichtbar werden könnte, die die Entfernung messen, indem sie die Zeit zwischen einem kurzen Puls und der Rückkehr des reflektierten Lichts messen.
Frequenzumwandlungsfähigkeiten, die die Bandbreitenbeschränkungen herkömmlicher integrierter Halbleiterlaser überschreiten. Dies wird die Schwierigkeiten bei der Entwicklung neuer Wellenlaser erheblich verringern.
Enger Wellenlängenbereich und schnelle Rekonfigurierbarkeit, die eine vollständige Integration des Laser-on-a-Chip für die Untersuchung und Manipulation von Atomen und Ionen in der Atomphysik sowie in der erweiterten und virtuellen Realität und anderen Technologien ermöglichen, in denen der HF-Bereich angewendet wird.
Laser erzeugen kohärente Lichtwellen – das gesamte Licht im Laserstrahl vibriert perfekt synchron. Inzwischen sagt die Quantenmechanik, dass Teilchen wie Atome auch als Wellen betrachtet werden sollten. Nach den Prinzipien der Quantenmechanik hat ein Team von Wissenschaftlern aus Amsterdam einen Laser entwickelt, der aus kohärenten Materiewellen besteht und lange arbeiten kann.
2022-10-26 14:50:10
Autor: Vitalii Babkin