Мини-лазер с точной частотной настройкой: упрощение лидара, сенсоров и медицинских приборов

Швейцарские физики вместе с международной командой разработали лазер, который объединяет компактность, высокую мощность и возможность оперативно и точно изменять частоту излучения. Этот прибор надежно функционирует при стандартных температурах и может быть использован в системах удаленного зондирования, оптических сенсорах и аналитических устройствах. В отличие от многих других, данный лазер позволяет легко регулировать параметры без утраты когерентности и без изменения режимов работы, что делает его исключительно надежным.

Ключевым элементом конструкции является миниатюрный отражатель, изготовленный на кристалле ниобата лития, который обеспечивает прямое управление частотой через приложенное напряжение. Такой метод исключает необходимость в сложных оптических резонаторах, характерных для других высокоточных лазеров. При этом устройство сохраняет выдающуюся мощность до 15 милливатт, и частота может изменяться более чем на 10 гигагерц без сбоев. Эффективность настройки превышает 500 мегагерц на вольт, а скорость переключения столь высока, что лазер можно использовать в системах, требующих быстрой и точной перестройки сигнала.

Иллюстрация: ChatGPT

В процессе испытаний лазер продемонстрировал превосходную стабильность: его частота изменялась менее чем на 25 мегагерц за 2,5 часа. Это указывает на его пригодность в реальных условиях, таких как автолидары или системы контроля атмосферных условий. Эксперименты с лазерным радаром позволили добиться точности измерений до 4 сантиметров, а при газовой спектроскопии — точно определить частоты поглощения молекул.

Лазер выполнен в промышленном корпусе, совместимом с современными технологиями, не требует охлаждения и просто интегрируется в оптические схемы. Благодаря использованию доступных компонентов и простой конструкции, его можно масштабировать и производить серийно. Исследователи подчеркивают, что это один из первых лазеров на кристалле ниобата лития, объединяющий мощность, скорость и стабильность без необходимости в дополнительных резонаторах.

Источник: iXBT