На этот раз речь пойдет о титан-сапфировом лазере, который учёные из Стэндфордского университета создали на чипе.
Лазеры из титан-сапфира незаменимы во многих областях из-за их уникальных и непревзойденных характеристик. Несмотря на то что титан-сапфировые лазеры не имеют себе равных по полосе пропускания и диапазону настройки, их использование ограничено из-за больших размеров, стоимости и необходимости высокой мощности оптической накачки. Поэтому титан-сапфировые лазеры могли себе позволить только крупные исследовательские центры.
Новый прототип лазера, созданный учёными, меньше в 10 тысяч раз и дешевле, чем любой из ранее произведенных титан-сапфировых лазеров. Также лазер на чипе можно накачивать с помощью недорогих миниатюрных готовых зеленых лазерных диодов. Сейчас основная задача исследователей — полностью проработать методику массового создания миниатюрных лазеров.
Как же создан был прототип лазера?
Для начала исследователи нанесли объемный слой титан-сапфира на диоксид кремния и все это расположили на сапфировом стекле. Затем титан-сапфировый слой подвергли шлифовке, травлению и полировке, чтобы он стал толщиной в несколько сотен нанометров. В этом нанометровом слое ученые сделали много крошечных завихрений, которые служат волноводами. Завихрения направляют свет по кругу, и интенсивность света нарастает, получаются мини-резонаторы. И самый последний элемент — это микронагреватель, который, нагревая свет, проходящий по волноводам, позволяет настраивать длину волны лазера от 700 нм до 1000 нм.
Как полагают ученые, их исследование является ключевым шагом на пути к демократизации технологии создания титан-сапфировых лазеров и открывает двери для получения массивных систем лазерных решеток на основе титан-сапфира для различных областей применения.