Le laser sur la puce de la percée de l'Université de Harvard permet aux puces de réaliser facilement des applications de qualité industrielle
2025-05-12
Les physiciens de l'Université Harvard ont développé un nouveau laser sur puce puissant qui émet des impulsions lumineuses dans le spectre infrarouge médian - une gamme de lumière insaisissable mais extrêmement utile qui peut être utilisée pour détecter les gaz et permettre de nouveaux outils spectroscopiques. L'appareil emballe les fonctionnalités d'un système plus grand en une petite puce, sans avoir besoin de composants externes. Il fusionne une conception photonique révolutionnaire avec la technologie laser en cascade quantique et devrait bientôt révolutionner la surveillance environnementale et les diagnostics médicaux en détectant des milliers de fréquences lumineuses à la fois. Les physiciens de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Seas) ont développé un laser compact qui émet des impulsions de lumière brillantes et ultra-espèces dans le spectre infrarouge moyen - une gamme de longueurs d'onde qui est à la fois scientifiquement précieuse et technologiquement difficile. Les performances de l'appareil sont comparables à celles des systèmes photoniques beaucoup plus grands, mais sont entièrement intégrés sur une seule puce. La recherche, publiée aujourd'hui (16 avril) dans la revue Nature, marque la première démonstration d'un générateur d'impulsions laser infrarouge médian picoseconde sur puce qui fonctionne sans composants externes. Le laser peut générer des peignes de fréquence optique - un spectre de fréquences uniformément espacées - pour une large gamme d'applications dans les mesures de haute précision. Cette plate-forme compacte devrait aider à réaliser une nouvelle génération de capteurs de gaz à large spectre pour la surveillance environnementale et les outils spectraux avancés pour l'imagerie médicale. Les domaines de la photonique et de l'électromagnétique subissent des changements profonds provoqués par l'intégration profonde de la technologie de simulation numérique. Les méthodes de conception et d'analyse optiques traditionnelles montrent progressivement leurs limites face à des problèmes tels que le contrôle complexe du champ lumineux et la prédiction des propriétés optiques des structures multi-échelles. En tant qu'outil de simulation numérique puissant, la méthode FDTD accélère sa pénétration dans tous les aspects de la recherche interdisciplinaire optique et multidisciplinaire. De la conception de la métasurface à l'analyse de la structure nano-optique, de la manipulation du faisceau à l'optimisation des dispositifs photoniques, le FDTD remodèle le paradigme de la recherche et de l'application optiques. En termes de tendances internationales, l'étude des métasurfaces est devenue un sujet brûlant. Les métasurfaces peuvent percer les capacités de contrôle des composants optiques traditionnels sur la lumière et réaliser un contrôle flexible de la lumière dans plusieurs dimensions telles que la phase, la polarisation et l'amplitude. De la recherche fondamentale aux applications pratiques, le potentiel des métasurfaces est constamment exploré et de nouveaux résultats de recherche émergent dans un flux sans fin. Par exemple, les métasurfaces peuvent être utilisées pour obtenir un contrôle précis de la forme des faisceaux lumineux et générer des faisceaux spéciaux tels que les faisceaux de vortex et les poutres aériennes. Ces faisceaux présentent des avantages uniques et de larges perspectives d'application dans les domaines des communications optiques, de l'imagerie optique, des pincettes optiques, etc. En même temps, l'intégration croisée des métasurfaces avec des disciplines de pointe telles que la nanophotonie et les plasmoniques a promené des problèmes innovants pour surmonter le domaine de l'optique et des nouveaux idées pour résoudre des problèmes difficiles à surmonter. Au niveau national de la demande, le développement rapide de mon pays dans les domaines des communications optiques, du traitement optique de l'information, de l'imagerie optique, des puces photoniques, etc. a créé un besoin de plus en plus urgent de talents qui peuvent maîtriser les technologies avancées de conception et de simulation optiques. Le «14e plan quinquennal pour le développement de la National Natural Science Foundation» propose clairement dans les domaines de développement prioritaires de «développer des circuits, des modules RF et des technologies d'antenne avec de nouveaux matériaux, de nouvelles architectures et de nouveaux mécanismes, explorer le développement efficace de l'informatique électromagnétique pour les systèmes d'électromagnétique électromagnétique et le développement de l'information électromagnétique de l'information électromagnétique.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
