De doorbraak geïntegreerde on-chip laser van Harvard University maakt het gemakkelijk voor chips om industriële kwaliteitstoepassingen te bereiken
2025-05-12
Natuurkundigen aan de Harvard University hebben een krachtige nieuwe on-chip laser ontwikkeld die heldere pulsen uitzendt in het midden-infraroodspectrum-een ongrijpbaar maar uiterst nuttig lichtbereik dat kan worden gebruikt om gassen te detecteren en nieuwe spectroscopische hulpmiddelen mogelijk te maken. Het apparaat verpakt de functionaliteit van een groter systeem in een kleine chip, zonder dat externe componenten nodig zijn. Het combineert een doorbraak fotonisch ontwerp met kwantumcascade lasertechnologie en zal naar verwachting binnenkort een revolutie teweegbrengen in de omgevingsmonitoring en medische diagnostiek door duizenden lichte frequenties tegelijk te detecteren. Natuurkundigen aan de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) hebben een compacte laser ontwikkeld die heldere, ultrashorte lichtpulsen uitzendt in het midden-infraroodspectrum-een golflengtebereik dat zowel wetenschappelijk waardevol als technologisch uitdagend is. De prestaties van het apparaat zijn vergelijkbaar met die van veel grotere fotonische systemen, maar zijn volledig geïntegreerd op een enkele chip. Het onderzoek, vandaag gepubliceerd (16 april) in het tijdschrift Nature, markeert de eerste demonstratie van een on-chip picoseconde midden-infrarood laserpulsgenerator die werkt zonder externe componenten. De laser kan optische frequentiekammen genereren-een spectrum van gelijkmatig verdeelde frequenties-voor een breed scala aan toepassingen in metingen met een hoge nauwkeurigheid. Van dit compacte platform wordt verwacht dat het helpt bij het realiseren van een nieuwe generatie breedspectrumgassensoren voor milieumonitoring en geavanceerde spectrale hulpmiddelen voor medische beeldvorming. De velden van fotonica en elektromagnetica ondergaan diepgaande veranderingen die zijn veroorzaakt door de diepe integratie van numerieke simulatietechnologie. Traditionele optische ontwerp- en analysemethoden tonen geleidelijk hun beperkingen wanneer ze worden geconfronteerd met problemen zoals complexe lichtveldregeling en voorspelling van optische eigenschappen van multi-schaal structuren. Als een krachtig numerieke simulatietool versnelt de FDTD-methode zijn penetratie in alle aspecten van optisch en multidisciplinair cross-disciplinair onderzoek. Van metasurfaceontwerp tot nano-optische structuuranalyse, van bundelmanipulatie tot fotonische apparaatoptimalisatie, FDTD hervormt het paradigma van optisch onderzoek en toepassing. In termen van internationale trends is de studie van metasurfaces een hot topic geworden. Metasurfaces kunnen de besturingsmogelijkheden van traditionele optische componenten op licht doorbreken en flexibele controle van licht in meerdere dimensies zoals fase, polarisatie en amplitude realiseren. Van basisonderzoek tot praktische toepassingen, het potentieel van metasurfaces wordt voortdurend onderzocht en er zijn nieuwe onderzoeksresultaten in een eindeloze stream. Metasurfaces kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om een precieze controle van de vorm van lichtstralen te bereiken en speciale balken te genereren zoals vortexstralen en luchtige balken. Deze stralen hebben unieke voordelen en brede toepassingsperspectieven op het gebied van optische communicatie, optische beeldvorming, optische tweezers, enz. Tegelijkertijd heeft de kruisintegratie van metasurfaces geavanceerd met geavanceerde disciplines zoals Nanophotonics en Plasmonics promoote van het veld van het veld van optica. Op het nationale vraagniveau heeft de snelle ontwikkeling van mijn land op het gebied van optische communicatie, optische informatieverwerking, optische beeldvorming, fotonische chips, enz. Een steeds dringende behoefte aan talenten gecreëerd die geavanceerde optische ontwerp- en simulatietechnologieën kunnen beheersen. Het "14e vijfjarenplan voor de ontwikkeling van de National Natural Science Foundation" stelt duidelijk voor in de gebieden voor prioriteitsontwikkeling om "circuits, RF-modules en antennetechnologieën te ontwikkelen met nieuwe materialen, nieuwe architecturen en nieuwe mechanismen, onderzoek naar efficiënte elektronische informatie-industrieontwikkelingsstrategie."
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
