Μια ομάδα του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ κατασκεύασε ένα λέιζερ πολύτιμων λίθων τιτανίου σε ένα τσιπ, σύμφωνα με μια αναφορά στις 26 Ιουνίου στο περιοδικό Nature. Το αποτέλεσμα είναι ένα τεράστιο βήμα προς τα εμπρός, τόσο ως προς την αποδοτικότητα της κλίμακας όσο και ως προς το κόστος.
Τα λέιζερ ζαφείρι τιτανίου είναι απαραίτητα σε πολλούς τομείς όπως η κβαντική οπτική αιχμής, η φασματοσκοπία και η νευροεπιστήμη, ωστόσο δεν χρησιμοποιούνται ευρέως στον πραγματικό κόσμο. Αυτό συμβαίνει επειδή τέτοια λέιζερ είναι συνήθως μεγάλα και ακριβά, κοστίζουν εκατοντάδες χιλιάδες δολάρια το καθένα και απαιτούν άλλες συσκευές υψηλής ισχύος (που πωλούνται για περίπου $30,000 η καθεμία) για να συνεχίσουν να λειτουργούν.
Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές τοποθέτησαν πρώτα ένα μεγάλο στρώμα από ζαφείρι τιτανίου σε μια πλατφόρμα διοξειδίου του πυριτίου. Στη συνέχεια αλέστηκε, χάραξε και γυάλισε το ζαφείρι τιτανίου σε ένα εξαιρετικά λεπτό στρώμα, πάχους μόνο μερικές εκατοντάδες νανόμετρα. και στη συνέχεια κατασκεύασε μια δίνη από μικροσκοπικές κορυφογραμμές σε αυτό το λεπτό στρώμα. Αυτές οι ράχες λειτουργούν σαν καλώδια οπτικών ινών, καθοδηγώντας το φως σε έναν συνεχή βρόχο βαθμιαίας αυξανόμενης έντασης. Αυτό το μοτίβο ονομάζεται κυματοδηγός. Σε σύγκριση με άλλα λέιζερ από ζαφείρι τιτανίου, αυτό το πρωτότυπο είναι τέσσερις τάξεις μεγέθους μικρότερο (δηλαδή, ένα δέκατο χιλιοστό του αρχικού) και τρεις τάξεις μεγέθους λιγότερο ακριβό (δηλαδή, το ένα χιλιοστό του αρχικού).
Το υπόλοιπο μέρος είναι ένας θερμαντήρας μικροκλίμακας που θερμαίνει το φως που διέρχεται από τον κυματοδηγό, επιτρέποντας στους ερευνητές να αλλάξουν το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου φωτός, συντονίζοντάς το σε ένα εύρος μηκών κύματος μεταξύ 700 και 1,000 νανόμετρα, π. από κόκκινο σε υπέρυθρο.
Στην κβαντική φυσική, το νέο λέιζερ θα μπορούσε να μειώσει δραματικά το μέγεθος των υπερσύγχρονων κβαντικών υπολογιστών. στη νευροεπιστήμη, θα μπορούσε να έχει εφαρμογές στην οπτογενετική, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ελέγχουν τους νευρώνες κατευθύνοντας το φως μέσα στον εγκέφαλο μέσω σχετικά μεγάλων οπτικών ινών. και στην οφθαλμολογία, μπορεί να επιτρέψει νέες εφαρμογές στη χειρουργική με λέιζερ σε συνδυασμό με ενίσχυση παλμού με κελαηδήματα ή να παρέχει μια φθηνότερη, πιο συμπαγή οπτική τομογραφία συνοχής για την αξιολόγηση της υγείας του αμφιβληστροειδούς.
Επί του παρόντος, η συνεχώς ενημερωμένη τεχνολογία επιτρέπει σε πολλά εργαστήρια να έχουν ένα εξαιρετικά μικρό λέιζερ σε ένα μόνο τσιπ αντί για ένα μεγάλο και ακριβό λέιζερ. Τα μικρότερα λέιζερ στην πραγματικότητα βοηθούν στη βελτίωση της απόδοσης - μαθηματικά, η ένταση ισούται με την ισχύ διαιρούμενη ανά περιοχή. Έτσι, διατηρώντας την ίδια ισχύ με ένα μεγάλο λέιζερ, αλλά μειώνοντας την περιοχή στην οποία συγκεντρώνεται, η ένταση αυξάνεται δραματικά. Επιπλέον, αυτά τα μικρά και ισχυρά λέιζερ μπορούν να βγουν από το εργαστήριο πιο γρήγορα και να εξυπηρετήσουν πολλές διαφορετικές σημαντικές εφαρμογές.
