Harvardin yliopiston läpimurto-integroitu siru-laser tekee siruille helpon teollisuusluokan sovellusten saavuttamiseksi
2025-05-12
Harvardin yliopiston fyysikot ovat kehittäneet tehokkaan uuden siru-laserin, joka säteilee kirkkaita pulsseja keskipitkällä infrapunaspektrillä-vaikeasti, mutta erittäin hyödyllisellä valoalueella, jota voidaan käyttää kaasujen havaitsemiseen ja uusien spektroskooppisten työkalujen mahdollistamiseen. Laite pakata suuremman järjestelmän toiminnallisuuden pieneen siruun ilman, että tarvitaan ulkoisia komponentteja. Se sulauttaa läpimurron fotonisen suunnittelun kvanttikaskadilaseritekniikkaan, ja sen odotetaan pian mullistavan ympäristön seurannan ja lääketieteellisen diagnostiikan havaitsemalla tuhansia valotaajuuksia kerralla. Harvardin John A. Paulsonin tekniikan ja soveltavien tieteiden koulun (SEA) fyysikot ovat kehittäneet kompakti laserin, joka säteilee valoisan infrapunaspektrin kirkkaita, ultrashort-valon pulsseja-aallonpituusalue, joka on sekä tieteellisesti arvokasta että teknisesti haastavaa. Laitteen suorituskyky on verrattavissa paljon suurempiin fotonisiin järjestelmiin, mutta se on täysin integroitu yhdelle sirulle. Nature-lehdessä tänään (16. huhtikuuta) julkaistu tutkimus merkitsee ensimmäistä demonstraatiota chip-pikosekunnin puolivälissä infrapuna-laserpulssigeneraattorista, joka toimii ilman ulkoisia komponentteja. Laser voi luoda optisen taajuuskambeja-tasaisesti etäisyyden taajuuksien spektriä-laajalle sovelluksille korkean tarkan mittauksissa. Tämän pienikokoisen alustan odotetaan auttavan toteuttamaan uuden sukupolven laajapektrin kaasusantureita ympäristön seurantaan ja edistyneitä spektrityökaluja lääketieteelliseen kuvantamiseen. Fotoniikan ja sähkömagneettisen kentät ovat muuttumassa syvällisiin muutoksiin, jotka johtuvat numeerisen simulaatiotekniikan syvästä integroinnista. Perinteiset optiset suunnittelu- ja analyysimenetelmät osoittavat vähitellen niiden rajoituksia, kun ne kohtaavat ongelmia, kuten monimutkaisten rakenteiden optisten ominaisuuksien monimutkainen valonhallinta ja ennustaminen. Tehokkaana numeerisena simulointityökaluna FDTD-menetelmä kiihdyttää sen tunkeutumista kaikkiin optisen ja monitieteisen poikkitieteellisen tutkimuksen näkökohtiin. Metasurface-suunnittelusta nano-optiseen rakenteen analyysiin, säteen manipuloinnista fotoniseen laitteen optimointiin, FDTD muuttaa optisen tutkimuksen ja sovelluksen paradigmaa. Kansainvälisten suuntausten suhteen metasurfaces -tutkimuksesta on tullut kuuma aihe. Metasurfapsit voivat murtaa valon perinteisten optisten komponenttien ohjausominaisuudet ja toteuttaa valon joustavan hallinnan useissa ulottuvuuksissa, kuten vaiheessa, polarisaatiossa ja amplitudissa. Perustutkimuksesta käytännön sovelluksiin tutkitaan jatkuvasti metasurfaces -potentiaalia, ja loputtomassa virtauksessa syntyy uusia tutkimustuloksia. Esimerkiksi metasurfacesia voidaan käyttää valonsäteiden muodon tarkan hallinnan saavuttamiseen ja erityisten säteiden, kuten pyörrepalkkien ja ilmavien säteiden, tuottamiseen. Näillä palkeilla on ainutlaatuisia etuja ja laajoja sovellusnäkymiä optisen viestinnän, optisen kuvantamisen, optisten pinsetterien jne. Alalla jne. Samanaikaisesti metasurfaces-integroituminen huippuluokan tieteenaloilla, kuten nanofotonilla ja plasmimilla, on edistänyt optiikan alan innovatiivista kehitystä, jotka ovat vaikeita, jotka ovat vaikeita, jotka ovat vaikuttavia perinteisten optiikoiden alan kehittämiseen. Kansallisen kysyntätasolla maani nopea kehitys optisen viestinnän, optisen tietojenkäsittelyn, optisen kuvantamisen, fotonisten sirujen jne. Alalla on luonut yhä kiireellisemmän tarpeen kykyille, jotka voivat hallita edistyneitä optisia suunnittelu- ja simulaatiotekniikoita. "Kansallisen luonnontieteellisen säätiön kehittämisohjelman 14. viiden vuoden suunnitelma" ehdottaa selvästi ensisijaisilla kehitysalueilla "kehittää piirejä, RF-moduuleja ja antennitekniikoita uusilla materiaaleilla, uusilla arkkitehtuureilla ja uusilla mekanismeilla, tutkii tehokasta sähkömagneettisia tietotekniikoita, älykkäitä sähkömagneettisia aallonhallintamenetelmiä ja uusien tekniikoiden kehitystä elektronisten tietojärjestelmien palvelemiseksi ja LEAPFrog-strategiaa.
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
