Os pesquisadores criaram um laser compacto com modo bloqueado integrado a uma plataforma nanofotônica que é capaz de gerar pulsos de luz ultrarrápidos e de alta potência. Este avanço na tecnologia MLL miniaturizada expandirá enormemente os campos de aplicação da fotônica. Para melhorar uma tecnologia que normalmente requer equipamentos de bancada volumosos, QuishiGuo e colegas reduziram os lasers de modo bloqueado (MLLs) ao tamanho de chips ópticos e os integraram a uma plataforma nanofotônica. Os resultados da pesquisa mostram que o desenvolvimento de sistemas nanofotônicos ultrarrápidos tem amplas perspectivas de aplicação.
Lasers de modo bloqueado (MLLs) podem gerar pulsos de luz ultracurtos coerentes em velocidades extremamente rápidas - na faixa de picossegundos e femtossegundos. Esses dispositivos suportam inúmeras tecnologias em fotônica, incluindo óptica não linear extrema, microscopia de dois fótons e computação óptica.
No entanto, a maioria dos MLLs são caros, consomem muita energia e requerem componentes e equipamentos ópticos discretos e volumosos. Como resultado, o uso de sistemas fotônicos ultrarrápidos é frequentemente limitado a experimentos de laboratório de mesa. Além disso, os chamados MLLs "integrados" usados para acionar plataformas nanofotônicas sofrem de sérias limitações, como baixa potência de pico e falta de controlabilidade.
Ao integrar híbridamente um chip amplificador óptico semicondutor com um novo circuito nanofotônico de película fina de niobato de lítio, Guo et al. criou um MLL integrado do tamanho de um chip óptico.
Segundo os autores, este MLL pode gerar pulsos ópticos ultracurtos de ~ 4,8 picossegundos em cerca de 1065 nm com uma potência de pico de ~ 0,5 Watt, tornando-o o MLL integrado com a maior energia de pulso de saída e potência de pico entre as plataformas nanofotônicas.
Além disso, os pesquisadores mostram que a taxa de repetição do MLL integrado pode ser ajustada na faixa de ~ 200 MHz e as propriedades de coerência do laser podem ser controladas com precisão, fornecendo um caminho para uma fonte de pente de frequência de nanofótons no chip totalmente estável.
Referência: "Lasers ultrarrápidos de modo bloqueado em niobato de lítio nanofotônico", autor: Qiushi Guo, Benjamin K. Gutierrez, Ryoto Sekine, Robert M. Gray, James A. Williams, Luis Ledezma, Luis Costa, Arkadev Roy, Selina Zhou, Mingchen Liu e Alireza Marandi, 9 de novembro de 2023, "Ciência".
DOI:10.1126/science.adj5438
Fonte compilada: ScitechDaily