Escala de chip, laser ultrarrápido com modo bloqueado baseado em niobato de lítio nanofotônico. Crédito: Alireza Marandi
Os pesquisadores criaram um laser compacto com modo bloqueado integrado a uma plataforma nanofotônica, capaz de gerar pulsos de luz ultrarrápidos e de alta potência. Este avanço na miniaturização da tecnologia MLL poderia expandir significativamente as aplicações da fotônica.
Inovações em tecnologia laser de modo bloqueado
Com a intenção de melhorar uma tecnologia que normalmente requer equipamentos volumosos de bancada, Quishi Guo e colegas reduziram um laser de modo bloqueado (MLL) ao tamanho de um chip óptico com uma plataforma nanofotônica integrada. Os resultados mostram-se promissores no desenvolvimento de sistemas nanofotônicos ultrarrápidos para uma ampla gama de aplicações.
Potencial de MLLs miniaturizados
Lasers de modo bloqueado (MLLs) podem produzir pulsos de luz ultracurtos coerentes em velocidades extremamente rápidas – da ordem de picossegundos e femtossegundos. Esses dispositivos permitiram inúmeras tecnologias em fotônica, incluindo óptica não linear extrema, duplafóton microscopia e computação óptica.
No entanto, a maioria dos MLLs são caros, exigem energia e requerem componentes e equipamentos ópticos discretos e volumosos. Como resultado, o uso de sistemas fotônicos ultrarrápidos tem sido geralmente limitado a experimentos de laboratório de mesa. Além do mais, os chamados MLLs “integrados” destinados a acionar plataformas nanofotônicas sofrem de limitações críticas, como baixa potência de pico e falta de controlabilidade.
Avanço na integração nanofotônica de MLL
Através da integração híbrida de um chip amplificador óptico semicondutor com um novo circuito nanofotônico de niobato de lítio de película fina, Guo e outros. criou um MLL integrado do tamanho de um chip óptico.
De acordo com os autores, o MLL gera pulsos ópticos ultracurtos de ~ 4,8 picossegundos em cerca de 1.065 nanômetros com uma potência de pico de ~ 0,5 Watts – a maior energia de pulso de saída e potência de pico de qualquer MLL integrado em plataformas nanofotônicas.
Além disso, os pesquisadores mostraram que a taxa de repetição do MLL integrado pode ser ajustada na faixa de ~ 200 megahertz, e que as propriedades de coerência do laser podem ser controladas com precisão, fornecendo uma rota em direção a uma fonte de pente de frequência nanofotônica no chip totalmente estabilizada.
Para saber mais sobre esta descoberta:
Referência: “Laser bloqueado de modo ultrarrápido em niobato de lítio nanofotônico” por Qiushi Guo, Benjamin K. Gutierrez, Ryoto Sekine, Robert M. Gray, James A. Williams, Luis Ledezma, Luis Costa, Arkadev Roy, Selina Zhou, Mingchen Liu e Alireza Marandi, 9 de novembro de 2023, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adj5438
