Da biste precizno izmerili Univerzum na najmanjoj skali, potreban vam je laser sa savršenom mešavinom snage i preciznosti. Većina onih koji su sposobni za ovaj zadatak su glomazni, skupi i prožvakaju snagu.
Inovacija naučnika sa Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) mogla bi to da promeni, isporučujući laser sposoban da proizvodi ultrakratke impulse koji može da stane na vrh prsta.
Ovi laseri se potencijalno mogu koristiti za sve, od medicinskog snimanja do atomskih satova do navigacije između mesta bez pomoći GPS-a. U svakoj situaciji kada su potrebni laserski impulsi velike brzine, ovi neverovatno kompaktni instrumenti mogu pomoći.
Mala veličina nikako nije trik: stavljanje ove tehnologije u kompaktniji oblik otvara je za mnoštvo novih upotreba, jer postaje tako prenosiv i može se ugraditi u druge uređaje koji će stati u džepove i torbe.
„Naš cilj je da revolucionišemo oblast ultra-brze fotonike transformacijom velikih laboratorijskih sistema u sisteme veličine čipa koji se mogu masovno proizvoditi i koristiti na terenu“, kaže fizičar Kjuši Guo, sa Kalteha i Gradskog univerziteta u Njujorku.
„Ne samo da želimo da smanjimo stvari, već želimo da osiguramo i da ovi ultra-brzi laseri veličine čipa isporučuju zadovoljavajuće performanse.
Ovi tipovi lasera su poznati kao laseri za zaključavanje moda ili MLL, koji stvaraju izuzetno brze laserske impulse (zato što su različite laserske frekvencije i faze ‘zaključane’ zajedno) – govorimo u regionu od femtosekunde, ili kvadriliontinke sekunde.
Brži laserski impulsi znače da se posmatranja mogu vršiti na manjim skalama i objekata koji se kreću brže, kao što su atomi u molekulu. Međutim, trenutno su najbolji i najmoćniji MLL-ovi veličine stola i potrebno im je mnogo energije za rad.
Da bi napravio MLL na tako malom čipu, tim je koristio materijal nazvan tankoslojni litijum niobat (TFLN), koji omogućava upotrebu spoljašnjih radio frekvencijskih električnih signala za kontrolu laserskih impulsa na precizan način. Materijal je kombinovan sa posebnom vrstom poluprovodnika pogodnog za laser da bi se proizveo super-mali laser.
Rezultati su bili impresivni, sposobni da isporuče 4,3 pikosekunde (to je trilioni deo sekunde) dug puls u bliskom infracrvenom spektru, sa vršnom snagom od oko pola vata.
Štaviše, gotov laser je bio impresivno svestran u smislu načina na koji se može podesiti, kao i da se njime upravlja na način koji sugeriše da se može ugraditi u prenosive, ručne uređaje. Sledeća faza je otkrivanje kako se to može učiniti mogućim.
Laseri se mogu koristiti i kao instrumenti za merenje i kao načini uticaja na okolinu – a istraživači koji stoje iza novog procesa minijaturizacije vide svetlu budućnost za njihovo stvaranje.
„Ovo dostignuće otvara put konačnom korišćenju mobilnih telefona za dijagnostikovanje očnih bolesti ili analizu hrane i okruženja za stvari poput E. coli i opasnih virusa“, kaže Guo.
„To bi takođe moglo da omogući futurističke atomske satove veličine čipa, koji omogućavaju navigaciju kada je GPS ugrožen ili nedostupan.
