Harvard University's Breakthrough Integrated On-Chip Laser gjør det enkelt for chips å oppnå industrielle applikasjoner
2025-05-12
Fysikere ved Harvard University har utviklet en kraftig ny laser på chip som avgir lyse pulser i det midtinfrarøde spekteret-et unnvikende, men ekstremt nyttig lysområde som kan brukes til å oppdage gasser og muliggjøre nye spektroskopiske verktøy. Enheten pakker funksjonaliteten til et større system til en liten brikke, uten behov for eksterne komponenter. Det smelter sammen en gjennombrudd fotonisk design med kvantekaskadelaserteknologi og forventes snart å revolusjonere miljøovervåking og medisinsk diagnostikk ved å oppdage tusenvis av lysfrekvenser samtidig. Fysikere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Seas) har utviklet en kompakt laser som avgir lyse, ultrashort-pulser av lys i det midtinfrarøde spekteret-et bølgelengdeområde som er både vitenskapelig verdifullt og teknologisk utfordrende. Enhetens ytelse er sammenlignbar med den for mye større fotoniske systemer, men er fullt integrert på en enkelt brikke. Forskningen, publisert i dag (16. april) i tidsskriftet Nature, markerer den første demonstrasjonen av en picosekund midtinfrarød laserpulsgenerator som fungerer uten eksterne komponenter. Laseren kan generere optiske frekvenskammer-et spekter av jevnt avstandsfrekvenser-for et bredt spekter av applikasjoner i målinger med høy presisjon. Denne kompakte plattformen forventes å bidra til å realisere en ny generasjon av bredspektret gasssensorer for miljøovervåking og avanserte spektrale verktøy for medisinsk avbildning. Feltene fotonikk og elektromagnetikk gjennomgår dyptgripende endringer som er forårsaket av dyp integrasjon av numerisk simuleringsteknologi. Tradisjonelle optiske design- og analysemetoder viser gradvis sine begrensninger når de blir møtt med problemer som kompleks lysfeltkontroll og prediksjon av optiske egenskaper til flerskala strukturer. Som et kraftig numerisk simuleringsverktøy akselererer FDTD-metoden dens penetrasjon i alle aspekter av optisk og flerfaglig tverrfaglig forskning. Fra metasurface design til nano-optisk strukturanalyse, fra bjelkemanipulering til fotonisk enhetsoptimalisering, omformer FDTD paradigmet for optisk forskning og anvendelse. Når det gjelder internasjonale trender, har studien av metasurfaces blitt et hett tema. Metasurfaces kan bryte gjennom kontrollfunksjonene til tradisjonelle optiske komponenter på lys og realisere fleksibel kontroll av lys i flere dimensjoner som fase, polarisering og amplitude. Fra grunnleggende forskning til praktiske anvendelser blir potensialet til metasurfaces stadig utforsket, og nye forskningsresultater dukker opp i en uendelig strøm. For eksempel kan metasurfaces brukes til å oppnå presis kontroll av formen på lysstråler og generere spesielle bjelker som virvelstråler og luftige bjelker. Disse bjelkene har unike fordeler og brede applikasjonsutsikter innen optisk kommunikasjon, optisk avbildning, optiske pinsett, etc. Samtidig har kryssintegrering av metasurfaces med banebrytende disipliner som tradisjonelle synsfelt. På det nasjonale etterspørselsnivået har mitt lands raske utvikling innen optisk kommunikasjon, optisk informasjonsbehandling, optisk avbildning, fotoniske brikker, etc. skapt et stadig mer presserende behov for talenter som kan mestre avansert optisk design og simuleringsteknologier. Den "14. femårsplanen for utviklingen av National Natural Science Foundation" foreslår tydelig på de prioriterte utviklingsområdene å "utvikle kretsløp, RF-moduler og antenneteknologier med nye materialer, nye arkitekturer og nye mekanismer, utforske effektiv elektromagnetisk databehandling, intelligent elektromagnetisk bølgekontrollmetode og LeapFrog-utvikling.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
