Integrovaný laser na čipu Harvardské univerzity usnadňuje čipy k dosažení průmyslových aplikací
2025-05-12
Fyzici na Harvardské univerzitě vyvinuli výkonný nový laser na čipu, který vydává jasné impulsy ve středním infračerveném spektru-nepolapitelné, ale mimořádně užitečné škály světla, které lze použít k detekci plynů a povolení nových spektroskopických nástrojů. Zařízení zabalí funkčnost většího systému do malého čipu bez potřeby externích komponent. Spojuje průlomový fotonický design s kvantovou kaskádovou laserovou technologií a očekává se, že brzy revolucionizuje monitorování životního prostředí a lékařskou diagnostiku detekcí tisíců světelných frekvencí najednou. Fyzici na Harvardu John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Seas) vyvinuli kompaktní laser, který emituje jasné, ultrashort pulzy světla ve střední infragerech-vlnovou délku, který je vědecky cenný a technologicky náročný. Výkon zařízení je srovnatelný s výkonem mnohem větších fotonických systémů, ale je plně integrován do jediného čipu. Výzkum, publikovaný dnes (16. dubna) v časopise Nature, představuje první demonstraci generátoru laserového pulsu na čipu na čipu na čipu, který pracuje bez jakýchkoli externích komponent. Laser může generovat optické frekvenční hřebeny-spektrum rovnoměrně rozmístěných frekvencí-pro širokou škálu aplikací ve vysoce přesných měřeních. Očekává se, že tato kompaktní platforma pomůže realizovat novou generaci širokospektrálních senzorů plynu pro monitorování životního prostředí a pokročilé spektrální nástroje pro lékařské zobrazování. Pole fotoniky a elektromagnetiky procházejí hluboké změny způsobené hlubokou integrací numerické simulační technologie. Tradiční metody optického návrhu a analýzy postupně ukazují jejich omezení, když čelí problémům, jako je složitá kontrola pole světla a predikce optických vlastností struktur s více měřítky. Jako výkonný numerický simulační nástroj zrychluje metoda FDTD jeho penetraci do všech aspektů optického a multidisciplinárního mezidisciplinárního výzkumu. Od návrhu metasurface po analýzu nanooptické struktury, od manipulace s paprskem po optimalizaci fotonického zařízení, FDTD přetváří paradigma optického výzkumu a aplikace. Pokud jde o mezinárodní trendy, studium metasurface se stalo horkým tématem. Metasurfaces může prolomit kontrolní schopnosti tradičních optických komponent na světle a realizovat flexibilní kontrolu světla ve více rozměrech, jako je fáze, polarizace a amplituda. Od základního výzkumu po praktické aplikace se neustále zkoumá potenciál metasurfaces a nové výsledky výzkumu se objevují v nekonečném proudu. Například metasurface lze použít k dosažení přesného ovládání tvaru světelných paprsků a generování speciálních paprsků, jako jsou vírové paprsky a vzdušné paprsky. Tyto paprsky mají jedinečné výhody a široké vyhlídky na aplikaci v polích optické komunikace, optické zobrazování, optické pinzety atd. Současně, křížová integrace metasurfací s nejmodernějšími disciplínami, jako je nanofotonika a plasmoniku, podporovala inovativní vývoj optiky a poskytovalo nové problémy, které jsou obtížné zabránit tradiční optiku. Na úrovni národní poptávky, rychlý vývoj mé země v oblasti optické komunikace, zpracování optických informací, optické zobrazování, fotonické čipy atd. Vytvořil stále naléhavější potřebu talentů, které mohou zvládnout pokročilé technologie optického designu a simulace. „14. pětiletý plán rozvoje Národní přírodní vědy“ jasně navrhuje v oblastech prioritního rozvoje „rozvíjet obvody, RF moduly a anténní technologie s novými materiály, nové architektury a nové mechanismy, prozkoumávají efektivní elektromagnetické výpočet, inteligentní elektromagnetické vlny a vývoj nových technologií pro elektronický průmysl pro rozvoj.“
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
