В EPFL (Швейцария) создан чиповый сверхбыстрый лазер с длительностью импульса 147 фемтосекунд

Репортаж от Wedoany，Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) успешно интегрировали сверхбыстрый лазер в фотонный чип, добившись выдачи сверхкоротких импульсов длительностью 147 фемтосекунд с энергией одного импульса 1,05 наноджоуля, что сопоставимо с характеристиками настольных фемтосекундных лазеров. Данное достижение направлено на решение давних проблем сверхбыстрых лазеров, связанных с их громоздкостью и высокой стоимостью. В EPFL отмечают, что, несмотря на более чем двадцатилетние усилия, большинство традиционных сверхбыстрых лазеров по-прежнему пригодны лишь для использования в громоздких оптических платформах.

Команда EPFL под руководством профессора Тобиаса Дж. Киппенберга в статье, опубликованной 3 июня 2026 года в журнале Nature, сообщила о создании первого интегрированного сверхбыстрого лазера, сопоставимого по характеристикам с настольными фемтосекундными лазерами. Профессор Киппенберг отметил, что на протяжении более двадцати лет создание фемтосекундного лазера с высокой энергией импульса на чипе считалось «святым Граалем» интегральной фотоники, и их результат показывает, что этого можно достичь с помощью изящной архитектуры, ранее игнорировавшейся сообществом интегральной фотоники. Исследовательская группа использовала лазерную конструкцию, известную как «осциллятор Мамишева», в которой в резонаторе размещается нелинейный волновод, расположенный между двумя оптическими фильтрами, каждый из которых пропускает только разные фрагменты спектра. При прохождении через волновод сильные импульсы расширяются до более широкого цветового диапазона, позволяя части световой энергии одновременно пройти через оба фильтра и продолжить циркуляцию, тогда как слабый свет отфильтровывается из-за недостаточного расширения. Первый соавтор статьи Чжэру Цю указал, что такая конструкция не требует каких-либо компонентов, которые было бы трудно изготовить на чипе из легированного эрбием нитрида кремния.

На чипе 42-сантиметровый лазерный резонатор может быть свернут в пространство размером со спичечный коробок, что значительно меньше лазеров на основе оптического волокна. Поскольку эти фотонные чипы могут изготавливаться на пластинах, подобно компьютерным чипам, за один раз можно произвести более 1000 лазерных резонаторов, что открывает путь к созданию более дешевых сверхбыстрых лазеров для сенсорики, спектроскопии и метрологии. Чжэру Цю отметил, что благодаря пиковой мощности в киловаттном диапазоне этот чип способен обеспечивать работу требовательных приложений, которые долгое время зависели от крупных и дорогих лабораторных лазеров. Данное достижение может способствовать созданию портативных и недорогих инструментов для обнаружения загрязнителей, выявления скрытых дефектов и медицинской диагностики, а также проложить путь к компактным оптическим атомным часам, необходимым для будущих систем связи и навигации.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com