Η ανακάλυψη του ενσωματωμένου λέιζερ του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ διευκολύνει τα τσιπ να επιτύχουν εφαρμογές βιομηχανικής ποιότητας
2025-05-12
Οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ έχουν αναπτύξει ένα ισχυρό νέο λέιζερ στο τσιπ που εκπέμπει φωτεινά παλμούς στο φάσμα των μεσαίων υπέρυθρων-ένα αόριστο αλλά εξαιρετικά χρήσιμο φάσμα φωτός που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση αερίων και την ενεργοποίηση νέων φασματοσκοπικών εργαλείων. Η συσκευή συσκευάζει τη λειτουργικότητα ενός μεγαλύτερου συστήματος σε ένα μικροσκοπικό τσιπ, χωρίς την ανάγκη εξωτερικών εξαρτημάτων. Συγκεντρώνει έναν σημαντικότερο φωτονικό σχεδιασμό με την τεχνολογία κβαντικού καταρράκτη λέιζερ και αναμένεται να φέρει σύντομα επανάσταση στην περιβαλλοντική παρακολούθηση και την ιατρική διάγνωση ανιχνεύοντας ταυτόχρονα χιλιάδες ελαφρές συχνότητες. Οι φυσικοί της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Χάρβαρντ John A. Paulson έχουν αναπτύξει ένα συμπαγές λέιζερ που εκπέμπει φωτεινά παλμούς Ultrashort του φωτός στο μεσαίο υπέρυθικό φάσμα-ένα εύρος μήκους κύματος που είναι τόσο επιστημονικά πολύτιμη και τεχνολογικά προκλητική. Η απόδοση της συσκευής είναι συγκρίσιμη με αυτή των πολύ μεγαλύτερων φωτονικών συστημάτων, αλλά είναι πλήρως ενσωματωμένη σε ένα μόνο τσιπ. Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε σήμερα (16 Απριλίου) στο περιοδικό Nature, σηματοδοτεί την πρώτη επίδειξη μιας γεννήτριας παλμών λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας που λειτουργεί χωρίς εξωτερικά εξαρτήματα. Το λέιζερ μπορεί να δημιουργήσει χτένες οπτικής συχνότητας-ένα φάσμα ομοιόμορφων συχνότητας-για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε μετρήσεις υψηλής ακρίβειας. Αυτή η συμπαγής πλατφόρμα αναμένεται να βοηθήσει στην πραγματοποίηση μιας νέας γενιάς αισθητήρων αερίου ευρέος φάσματος για περιβαλλοντική παρακολούθηση και προηγμένα φασματικά εργαλεία για ιατρική απεικόνιση. Τα πεδία της φωτονικής και των ηλεκτρομαγνητικών υποβάλλονται σε βαθιές αλλαγές που προκαλούνται από τη βαθιά ενσωμάτωση της τεχνολογίας αριθμητικής προσομοίωσης. Οι παραδοσιακές μέθοδοι οπτικού σχεδιασμού και ανάλυσης δείχνουν σταδιακά τους περιορισμούς τους όταν αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως ο σύνθετος έλεγχος του φωτός και η πρόβλεψη των οπτικών ιδιοτήτων των δομών πολλαπλών κλίμακας. Ως ισχυρό εργαλείο αριθμητικής προσομοίωσης, η μέθοδος FDTD επιταχύνει τη διείσδυσή του σε όλες τις πτυχές της οπτικής και πολυεπιστημονικής διεπιστημονικής έρευνας. Από το σχεδιασμό Metasurface έως την ανάλυση νανο-οπτικής δομής, από τη χειραγώγηση της δέσμης έως τη βελτιστοποίηση της φωτονικής συσκευής, το FDTD αναδιαμορφώνει το πρότυπο της οπτικής έρευνας και εφαρμογής. Από την άποψη των διεθνών τάσεων, η μελέτη των Metasurfaces έχει γίνει ένα καυτό θέμα. Οι μεταστροφές μπορούν να σπάσουν τις δυνατότητες ελέγχου των παραδοσιακών οπτικών εξαρτημάτων στο φως και να συνειδητοποιήσουν τον εύκαμπτο έλεγχο του φωτός σε πολλαπλές διαστάσεις όπως η φάση, η πόλωση και το πλάτος. Από τη βασική έρευνα έως τις πρακτικές εφαρμογές, διερευνάται συνεχώς το δυναμικό των metasurfaces και τα νέα αποτελέσματα της έρευνας εμφανίζονται σε ένα ατελείωτο ρεύμα. Για παράδειγμα, οι metasurfaces μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιτευχθεί ακριβής έλεγχος του σχήματος των φωτεινών δοκών και να δημιουργήσουν ειδικές δοκούς όπως δοκούς στροβίλου και ευάερες δοκούς. Αυτές οι δοκοί έχουν μοναδικά πλεονεκτήματα και ευρείες προοπτικές εφαρμογών στους τομείς των οπτικών επικοινωνιών, της οπτικής απεικόνισης, των οπτικών τσιμπιδάκια κλπ. Ταυτόχρονα, η διασταυρούμενη ενσωμάτωση των μεταστροφών με παραδοσιακά πεδία με την παραδοσιακή διαδρομή με παραδοσιακές επιδόσεις με παραδοσιακές επιδόσεις, Στο επίπεδο της εθνικής ζήτησης, η ταχεία ανάπτυξη της χώρας μου στους τομείς των οπτικών επικοινωνιών, της επεξεργασίας οπτικών πληροφοριών, της οπτικής απεικόνισης, των φωτονικών τσιπς κλπ. Δημιούργησε μια ολοένα και πιο επείγουσα ανάγκη για ταλέντα που μπορούν να κυριαρχήσουν προηγμένες τεχνολογίες οπτικού σχεδιασμού και προσομοίωσης. Το "14ο πενταετές σχέδιο για την ανάπτυξη του Εθνικού Ιδρύματος Φυσικών Επιστημών" προτείνει σαφώς στους τομείς ανάπτυξης προτεραιότητας να "αναπτύξουν κυκλώματα, μονάδες RF και τεχνολογίες κεραίας με νέα υλικά, νέα αρχιτεκτονικά και νέους μηχανισμούς,"
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
