От коммуникаций до обороны: NIST побеждает зеленый разрыв в лазерах

Ученые из Национального института стандартов и технологий США (NIST) совершили значительный прорыв в области лазерных технологий, успешно заполнив так называемый «зелёный разрыв» в спектре лазерного света. Это достижение стало возможным благодаря инновационному усовершенствованию микрокольцевого резонатора — миниатюрного оптического компонента, теперь способного генерировать зеленый лазерный свет и интегрироваться в чипы.

Существующие уже четверть века зеленые лазеры имели ряд ограничений, включая узкий диапазон излучения в зеленом спектре и невозможность интеграции в чиповые устройства. Новая технология NIST значительно расширяет спектр доступных цветов, включая разнообразные зеленые оттенки, открывая новые горизонты для множества применений.

Потенциальные области применения этой технологии весьма обширны. В сфере коммуникаций она может значительно улучшить подводную связь благодаря высокой проницаемости сине-зеленых волн в водной среде. В области дисплейных технологий открываются возможности для разработки полноцветных лазерных проекционных дисплеев. Медицина также может извлечь пользу из этой инновации, особенно в лечении офтальмологических заболеваний, таких как диабетическая ретинопатия. Особенно важным представляется применение в квантовых вычислениях и коммуникациях, где компактные и энергоэффективные лазеры могут использоваться для хранения данных в кубитах, что потенциально может вывести квантовые технологии за пределы лабораторий.

Команда под руководством Картика Шринивасана из NIST и Совместного квантового института (JQI) разработала инновационный метод конверсии инфракрасного света в другие цвета с помощью микрорезонаторов на основе нитрида кремния. Им удалось создать более 150 различных длин волн в диапазоне «зелёного разрыва», что позволяет осуществлять тонкую настройку цветов, недоступную ранее.

Следующие шаги исследователей направлены на повышение энергоэффективности технологии, так как в настоящее время выходная мощность составляет лишь несколько процентов от входной. Ученые планируют улучшить связь между входным лазером и волноводом, а также разработать более эффективные методы извлечения генерируемого света.

Эти инновации открывают новые горизонты в медицине, коммуникациях и квантовых вычислениях, расширяя границы возможного в этих областях и потенциально революционизируя ряд технологических сфер. Прорыв в технологии зеленых лазеров может стать ключевым фактором в развитии многих передовых технологий ближайшего будущего.