Teknoloji

Ultra Hızlı Lazerler Nedir? Ultra Hızlı Lazerler Parmak Ucu Boyutunda Küçüldü!

Ultra Hızlı Lazer Nedir?

İnce film lityum niyobat kullanılarak ultra hızlı mod kilitli lazerlerin nanofotonik çipler üzerinde minyatürleştirilmesiyle lazer teknolojisinde bir atılım sağlandı. Bu ilerleme, görüntüleme, algılama ve taşınabilir teknolojide geniş uygulamalara sahip kompakt, verimli lazerlerin önünü açıyor.

Yeni ilerleme, ayrıntılı GPS içermeyen hassas navigasyon, tıbbi görüntüleme, gıda güvenliği denetimi ve daha fazlasını gerçekleştirebilen cep boyutunda cihazlara olanak tanıyacak . Lazerler, doğal dünyada çıplak gözle göremediğimiz şeyleri gözlemlemek, tespit etmek ve ölçmek için gerekli araçlardır. Ancak bu görevleri yerine getirme yeteneği genellikle pahalı ve büyük aletlerin kullanılması ihtiyacı nedeniyle kısıtlanmaktadır.

Ultra Hızlı Lazer Teknolojisindeki Yenilikler

Science dergisinde yeni yayınlanan bir kapak makalesinde araştırmacı Qiushi Guo, nanofotonik çipler üzerinde yüksek performanslı ultra hızlı lazerler oluşturmaya yönelik yeni bir yaklaşım sergiliyor. Çalışmaları, mod kilitli lazerlerin minyatürleştirilmesi üzerine yoğunlaşıyor; bu lazerler, saniyenin şaşırtıcı bir şekilde katrilyonda biri kadar olan, femtosaniye aralıklarında ultra kısa, tutarlı ışık darbeleri dizisi yayan benzersiz bir lazerdir.

Doğanın En Hızlı Zaman Ölçeklerinin Kilidini Açmak

Ultra hızlı mod kilitli lazerler, kimyasal reaksiyonlar sırasında moleküler bağların oluşması veya kırılması veya türbülanslı bir ortamda ışığın yayılması gibi doğadaki en hızlı zaman ölçeklerinin sırlarını açığa çıkarmak için vazgeçilmezdir. Mod kilitli lazerlerin yüksek hızı, darbe tepe yoğunluğu ve geniş spektrum kapsamı, optik atom saatleri, biyolojik görüntüleme ve verileri hesaplamak ve işlemek için ışık kullanan bilgisayarlar da dahil olmak üzere çok sayıda fotonik teknolojiye de olanak sağlamıştır.

Ne yazık ki, son teknoloji ürünü mod kilitli lazerler şu anda pahalı, güç gerektiren ve laboratuvar kullanımıyla sınırlı olan masa üstü sistemlerdir.

Daha Küçük, Verimli Fotoniğe Doğru

CUNY İleri Bilim Araştırma Merkezi’nin Fotonik Girişimi öğretim üyesi Guo, “Amacımız, büyük laboratuvar tabanlı sistemleri seri üretilebilen ve sahada konuşlandırılabilen çip boyutunda sistemlere dönüştürerek ultra hızlı fotonik alanında devrim yaratmaktır” dedi. CUNY Lisansüstü Merkezi’nde fizik profesörü.

“Sadece işleri küçültmek istemiyoruz, aynı zamanda bu ultra hızlı çip boyutlu lazerlerin tatmin edici performanslar sunmasını da sağlamak istiyoruz. Örneğin, anlamlı çip ölçekli sistemler oluşturmak için yeterli, tercihen 1 Watt’ın üzerinde darbe tepe yoğunluğuna ihtiyacımız var.”

Minyatürleştirmenin Zorluğu

Bununla birlikte, bir çip üzerinde etkili mod kilitli bir lazerin gerçekleştirilmesi basit bir süreç değildir. Guo’nun araştırması, ince film lityum niyobat (TFLN) olarak bilinen yeni ortaya çıkan bir malzeme platformundan yararlanıyor. Bu malzeme, harici bir radyo frekansı elektrik sinyali uygulayarak lazer darbelerinin çok etkili bir şekilde şekillendirilmesini ve hassas kontrolünü sağlar.

Deneylerinde Guo’nun ekibi, III-V yarı iletkenlerin yüksek lazer kazancını ve TFLN nano ölçekli fotonik dalga kılavuzlarının verimli darbe şekillendirme kapasitesini benzersiz bir şekilde birleştirerek 0,5 Watt’lık yüksek çıkış tepe gücü yayabilen bir lazer ortaya çıkardı.

Gelecekteki Etkiler ve Zorluklar

Kompakt boyutunun ötesinde, gösterilen mod kilitli lazer aynı zamanda geleneksel olanların ulaşamayacağı birçok ilgi çekici özellik sergileyerek gelecekteki uygulamalar için derin çıkarımlar sunmaktadır. Örneğin, lazerin pompa akımını ayarlayarak Guo, 200 MHz gibi çok geniş bir aralıktaki çıkış darbelerinin tekrarlama frekanslarını hassas bir şekilde ayarlayabildi. Araştırma ekibi, gösterilen lazerin güçlü yeniden yapılandırılabilirliğini kullanarak, hassas algılama için hayati öneme sahip olan çip ölçeğinde, frekansı stabilize edilmiş tarak kaynaklarını etkinleştirmeyi umuyor.

Guo’nun ekibinin, taşınabilir ve el tipi cihazlarda kullanılmak üzere tercüme edilebilecek ölçeklenebilir, entegre, ultra hızlı fotonik sistemleri hayata geçirmek için ek zorlukların üstesinden gelmesi gerekecek, ancak laboratuvarı bu mevcut gösteriyle büyük bir engelin üstesinden geldi.

Potansiyel Gerçek Dünya Uygulamaları

Guo, “Bu başarı, sonunda cep telefonlarının göz hastalıklarını teşhis etmek veya yiyecekleri ve çevreyi E. coli ve tehlikeli virüsler gibi şeyler açısından analiz etmek için kullanılmasının yolunu açıyor” dedi. “Ayrıca, GPS tehlikeye girdiğinde veya kullanılamadığında navigasyona izin veren fütüristik çip ölçekli atom saatlerini de etkinleştirebilir.”

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu