एमआईटी शोधकर्ताओं ने अल्ट्राफास्ट लेजर तकनीक को छोटा करने के लिए छोटी फोटोनिक चिप विकसित की है

मरांडी ने कहा, "हम मोड-लॉक लेजर को अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के अलावा और भी बहुत कुछ में रुचि रखते हैं।" "हम एक नैनोफोटोनिक चिप पर एक अच्छा प्रदर्शन करने वाला मोड-लॉक लेजर बनाने और इसे अन्य घटकों के साथ संयोजित करने के लिए उत्साहित हैं। उस समय, हम एक एकीकृत सर्किट में एक पूर्ण अल्ट्राफास्ट फोटोनिक सिस्टम बनाने में सक्षम होंगे। यह अल्ट्राफास्ट विज्ञान और प्रौद्योगिकी का खजाना लाएगा जो वर्तमान में मीटर-स्केल प्रयोगों से लेकर मिलीमीटर-स्केल चिप्स तक है।"

अल्ट्राफास्ट लेजर और नोबेल पुरस्कार मान्यता

इस तरह के अल्ट्राफास्ट लेज़र शोध के लिए इतने महत्वपूर्ण हैं कि इस साल का भौतिकी का नोबेल पुरस्कार तीन वैज्ञानिकों को लेज़र विकसित करने के लिए दिया गया है जो एटोसेकंड पल्स उत्पन्न कर सकते हैं (एक एटोसेकंड एक सेकंड का पांचवां हिस्सा है)। हालाँकि, ऐसे लेज़र वर्तमान में बेहद महंगे और भारी हैं, और मरांडी ने कहा कि उनका शोध चिप्स पर ऐसे समय-सीमा को प्राप्त करने के तरीकों की खोज कर रहा है जो सस्ती, तैनाती योग्य अल्ट्राफास्ट फोटोनिक प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लक्ष्य के साथ बहुत सस्ता और छोटा हो सकता है।

उन्होंने कहा, "ये एटोसेकंड प्रयोग लगभग हमेशा अल्ट्राफास्ट मोड-लॉक लेजर के साथ किए जाते हैं।" "इनमें से कुछ प्रयोगों की लागत 10 मिलियन डॉलर तक हो सकती है, और इसका एक बड़ा हिस्सा मोड-लॉक लेजर की लागत है। हम यह सोचने के लिए उत्साहित हैं कि नैनोफोटोनिक्स में इन प्रयोगों और क्षमताओं को कैसे दोहराया जाए।"

मरांडी की प्रयोगशाला में विकसित नैनोफोटोनिक मोड-लॉक लेजर के केंद्र में लिथियम नाइओबेट है, जो अद्वितीय ऑप्टिकल और विद्युत गुणों वाला एक सिंथेटिक नमक है जो बाहरी रेडियोफ्रीक्वेंसी विद्युत संकेतों के अनुप्रयोग द्वारा लेजर पल्स को नियंत्रित और आकार देने की अनुमति देता है। इस दृष्टिकोण को इंट्राकैविटी चरण मॉड्यूलेशन सक्रिय मोड लॉकिंग कहा जाता है।

"लगभग 50 साल पहले, शोधकर्ताओं ने डेस्कटॉप प्रयोगों में मोड-लॉक लेजर बनाने के लिए इंट्राकैविटी चरण मॉड्यूलेशन का उपयोग किया था और उनका मानना ​​था कि यह विधि अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत उपयुक्त नहीं थी," पेपर के पहले लेखक और मरांडी की प्रयोगशाला में पूर्व पोस्टडॉक गुओ क्यूशी ने कहा। "लेकिन हमने इसे अपने एकीकरण मंच के लिए बिल्कुल उपयुक्त पाया।"

"छोटे होने के अलावा, हमारा लेजर आकर्षक गुणों की एक श्रृंखला प्रदर्शित करता है। उदाहरण के लिए, हम एक विस्तृत श्रृंखला में आउटपुट दालों की पुनरावृत्ति दर को सटीक रूप से ट्यून कर सकते हैं। हम चिप-स्केल स्थिर आवृत्ति कंघी स्रोतों को विकसित करने के लिए इसका फायदा उठा सकते हैं, जो आवृत्ति मेट्रोलॉजी और सटीक सेंसिंग के लिए महत्वपूर्ण हैं," गुओ ने कहा, जो अब सिटी यूनिवर्सिटी ऑफ़ न्यूयॉर्क के एडवांस्ड साइंस रिसर्च सेंटर में सहायक प्रोफेसर हैं।

भविष्य के लक्ष्य और अनुसंधान निहितार्थ

मरांडी ने कहा कि उनका लक्ष्य प्रौद्योगिकी में सुधार जारी रखना है ताकि यह कम समय के पैमाने पर और उच्च शिखर शक्तियों पर काम कर सके, जिसका लक्ष्य 50 फेमटोसेकंड (एक फेमटोसेकंड एक सेकंड का एक ट्रिलियनवां हिस्सा है) तक पहुंचना है, जो उनके वर्तमान डिवाइस पर 100 गुना सुधार होगा, जो 4.8 पिकोसेकंड की लंबाई के साथ पल्स उत्पन्न करता है।

शोध का परिचय देने वाला पेपर, जिसका शीर्षक है "नैनोफोटोनिक लिथियम निओबेट में अल्ट्राफास्ट मोड-लॉक्ड लेजर," साइंस के 9 नवंबर के अंक में प्रकाशित हुआ था।