بر اساس گزارش 26 ژوئن در ژورنال نیچر، یک تیم دانشگاه استنفورد یک لیزر سنگ قیمتی تیتانیوم روی یک تراشه ساخته است. نتیجه یک گام بزرگ به جلو است، هم از نظر کارایی مقیاس و هم از نظر هزینه.
لیزرهای تیتانیوم یاقوت کبود در بسیاری از زمینه ها مانند اپتیک کوانتومی پیشرفته، طیف سنجی و علوم اعصاب ضروری هستند، اما در دنیای واقعی به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. این به این دلیل است که چنین لیزرهایی معمولاً بزرگ و گران هستند و هر کدام صدها هزار دلار هزینه دارند و به دستگاههای پرقدرت دیگری نیاز دارند (هر کدام حدود 30 دلار فروخته میشوند000).
برای حل این مشکل، محققان ابتدا یک لایه بزرگ از یاقوت کبود تیتانیوم را روی یک پلت فرم دی اکسید سیلیکون قرار دادند. سپس یاقوت کبود تیتانیوم را آسیاب، حکاکی و صیقل داد تا به یک لایه بسیار نازک، تنها چند صد نانومتر ضخامت داشته باشد. و سپس گردابی از برآمدگی های کوچک را روی آن لایه نازک مهندسی کرد. این برجستگی ها مانند کابل های فیبر نوری عمل می کنند و نور را در یک حلقه پیوسته با شدت افزایش تدریجی هدایت می کنند. این الگو را موجبر می نامند. در مقایسه با سایر لیزرهای تیتانیوم یاقوت کبود، این نمونه اولیه چهار مرتبه کوچکتر (یعنی یک ده هزارم نسخه اصلی) و سه مرتبه قدر ارزانتر (یعنی یک هزارم نسخه اصلی) است.
قسمت باقیمانده یک بخاری در مقیاس میکرو است که نوری را که از طریق موجبر می گذرد گرم می کند و به محققان اجازه می دهد طول موج نور ساطع شده را تغییر دهند و آن را در محدوده ای از طول موج های بین 700 تا 1،000 نانومتر تنظیم کنند. از قرمز تا مادون قرمز
در فیزیک کوانتومی، لیزر جدید می تواند به طور چشمگیری اندازه کامپیوترهای کوانتومی پیشرفته را کاهش دهد. در علوم اعصاب، می تواند کاربردهایی در اپتوژنتیک داشته باشد و به دانشمندان اجازه می دهد تا با هدایت نور به داخل مغز از طریق فیبرهای نوری نسبتاً بزرگ، نورون ها را کنترل کنند. و در چشمپزشکی، ممکن است کاربردهای جدیدی را در جراحی لیزر در ارتباط با تقویت پالسهای چیرپ فعال کند یا یک توموگرافی انسجام نوری ارزانتر و فشردهتر برای ارزیابی سلامت شبکیه ارائه دهد.
در حال حاضر، فناوری دائماً به روز شده به بسیاری از آزمایشگاهها این امکان را میدهد که به جای یک لیزر بزرگ و گران قیمت، یک لیزر فوقالعاده کوچک روی یک تراشه واحد داشته باشند. لیزرهای کوچکتر در واقع به بهبود کارایی کمک می کنند - از نظر ریاضی، شدت برابر است با قدرت تقسیم بر مساحت. بنابراین با حفظ قدرت یک لیزر بزرگ اما کاهش ناحیه ای که روی آن تمرکز می کند، شدت آن به طور چشمگیری افزایش می یابد. علاوه بر این، این لیزرهای کوچک و قدرتمند میتوانند سریعتر از آزمایشگاه خارج شوند و کاربردهای مهم مختلفی را ارائه دهند.
