Harvard University's gennembrud Integreret on-chip laser gør det let for chips at opnå applikationer i industriel kvalitet
2025-05-12
Fysikere ved Harvard University har udviklet en kraftfuld ny on-chip-laser, der udsender lyse pulser i det midterste infrarøde spektrum-et undvigende, men ekstremt nyttigt lysområde, der kan bruges til at detektere gasser og muliggøre nye spektroskopiske værktøjer. Enheden pakker funktionaliteten af et større system i en lille chip uden behov for eksterne komponenter. Det smelter sammen med et gennembrudt fotonisk design med kvantekaskadelaserteknologi og forventes snart at revolutionere miljøovervågning og medicinsk diagnostik ved at detektere tusinder af lette frekvenser på én gang. Fysikere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har udviklet en kompakt laser, der udsender lyse, ultrashort-pulser af lys i det midterste infrarøde spektrum-et bølgelængdeområde, der både er videnskabeligt værdifuldt og teknologisk udfordrende. Enhedens ydelse er sammenlignelig med den for meget større fotoniske systemer, men er fuldt integreret på en enkelt chip. Forskningen, der blev offentliggjort i dag (16. april) i tidsskriftet Nature, markerer den første demonstration af en on-chip picosecond midt-infrarød laserpulsgenerator, der fungerer uden eksterne komponenter. Laseren kan generere optiske frekvenskamer-et spektrum af jævnt afstandsfrekvenser-til en lang række anvendelser i målinger med høj præcision. Denne kompakte platform forventes at hjælpe med at realisere en ny generation af bredspektret gassensorer til miljøovervågning og avancerede spektrale værktøjer til medicinsk billeddannelse. Felterne inden for fotonik og elektromagnetik gennemgår dybe ændringer medført af den dybe integration af numerisk simuleringsteknologi. Traditionelle optiske design- og analysemetoder viser gradvist deres begrænsninger, når de står over for problemer, såsom kompleks lysfeltkontrol og forudsigelse af optiske egenskaber ved flerskala strukturer. Som et kraftfuldt numerisk simuleringsværktøj accelererer FDTD-metoden sin penetration i alle aspekter af optisk og tværfaglig tværfaglig forskning. Fra metasurface-design til nano-optisk strukturanalyse, fra strålemanipulation til fotonisk enhedsoptimering, FDTD omformer paradigmet for optisk forskning og anvendelse. Med hensyn til internationale tendenser er studiet af metasurfaces blevet et varmt emne. Metasurfaces kan bryde igennem kontrolfunktionerne for traditionelle optiske komponenter på lys og realisere fleksibel kontrol af lys i flere dimensioner, såsom fase, polarisering og amplitude. Fra grundlæggende forskning til praktiske anvendelser udforskes potentialet ved metasurfaces konstant, og nye forskningsresultater dukker op i en endeløs strøm. For eksempel kan metasurflader bruges til at opnå præcis kontrol af formen af lysstråler og generere specielle bjælker såsom hvirvelstråler og luftige bjælker. Disse bjælker har unikke fordele og brede applikationsudsigter inden for optisk kommunikation, optisk billeddannelse, optisk pincet osv. På samme tid har tværintegrationen af metasurfaces med avancerede discipliner såsom nanophotonics og plasmonik fremmet den innovative udvikling af optikfeltet og leverede nye ideer og metoder til at løse nogle problemer, der er vanskelige at overvinde med traditionelle optioner. På det nationale efterspørgselsniveau har mit lands hurtige udvikling inden for optisk kommunikation, optisk informationsbehandling, optisk billeddannelse, fotoniske chips osv. Skabt et stadig mere presserende behov for talenter, der kan mestre avanceret optisk design og simuleringsteknologier. Den "14. femårige plan for udvikling af National Natural Science Foundation" foreslår klart inden for de prioriterede udviklingsområder til at "udvikle kredsløb, RF-moduler og antenne-teknologier med nye materialer, nye arkitekturer og nye mekanismer, undersøge effektive elektromagnetiske computing, intelligente elektromagnetiske bølgekontrolmetoder og LeapFrog-udvikling af nye teknologier til elektroniske informationssystemer til at betjene den nationale elektroniske informationsudviklingsstrategi."
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
