Лазерный мир

Перестраиваемые лазеры используются во многих областях: от газового зондирования до медицинской диагностики. Команда ученых из Австрии и США изобрела новый перестраиваемый лазер, который излучает различные длины волн с одного чипа при помощи колец. Такой прибор может заменить многие современные устройства, которым приходится искать компромиссы в отношении точности, дальности и стоимости.

Перестраиваемые лазеры, или лазеры с изменяемой и контролируемой длиной волны излучения, являются неотъемлемой частью многих технологий: от высокоскоростной связи до медицинской диагностики и контроля безопасности газопроводов. Однако лазерная технология сталкивается со многими компромиссами: например, лазеры, излучающие в широком диапазоне длин волн, или цветов, жертвуют точностью каждого цвета. Лазеры, способные точно настраиваться на множество цветов, сложны и дороги, поскольку обычно требуют использования подвижных элементов.

Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук и Венского технического университета изобрели новый тип перестраиваемого полупроводникового лазера, который сочетает в себе лучшие свойства самых передовых лазерных устройств. Как сообщает EurekAlert, излучатель простой конструкции размером с микросхему демонстрируя плавную и надежную перестройку длины волны в широком диапазоне.

Сперва исследователи разработали лазер, излучающий свет в среднем инфракрасном диапазоне длин волн, поскольку именно в нем обычно излучают квантовые каскадные лазеры, на которых основана эта архитектура.

«Универсальность этой новой платформы означает, что аналогичные лазеры могут быть изготовлены и на более востребованных длинах волн, например, для телекоммуникационных устройств, медицинской диагностики или для любого лазера, излучающего в видимом спектре света», — сказал Федерико Капассо, один из изобретателей квантового каскадного лазера в 1994 году.

Новый лазер состоит из нескольких крошечных кольцевых лазеров, каждый из которых немного отличается по размеру. Все они подключены к одному волноводу. Каждое кольцо излучает свет разной длины волны, и, регулируя входной электрический ток, лазер может плавно перестраиваться между ними. Продуманная и компактная конструкция гарантирует, что лазер излучает только одну длину волны за раз, сохраняет стабильность даже в неблагоприятной среде. Кроме того, ее легко масштабировать. Кольца работают как по отдельности, так и все вместе, создавая более мощный луч.

«Что действительно хорошо в нашем лазере, так это простота изготовления, — добавил Йоханнес Фуксбергер, один из исследователей. — У нас нет механически подвижных частей, а простая схема изготовления обеспечивает компактность».

Уникальная архитектура лазера также предотвращает проблему оптической обратной связи. Поскольку кольца нового лазера излучают однонаправленно, как по часовой стрелке, так и против, обратное отражение исключено.

Источник: https://hightech.plus/2025/07/13/izobreten-universalnii-perenastraivaemii-lazer