Η τεχνολογία λέιζερ χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς, όπου απαιτούνται ακριβείς μετρήσεις και στην επικοινωνία. Αυτό σημαίνει ότι είναι σημαντική για τα πάντα, από τα αυτόνομα αυτοκίνητα μέχρι το ίντερνετ οπτικών ινών και για την ανίχνευση αερίων στον αέρα.
Τώρα, μια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε έναν νέο τύπο λέιζερ που λύνει αρκετά προβλήματα που σχετίζονται με τα σημερινά λέιζερ. Η ομάδα ηγείται από τον Αναπληρωτή Καθηγητή Johann Riemensberger στο Τμήμα Ηλεκτρονικών Συστημάτων του NTNU.
«Τα αποτελέσματά μας μπορούν να μας δώσουν έναν νέο τύπο λέιζερ που είναι ταυτόχρονα γρήγορο, σχετικά φθηνό, ισχυρό και εύκολο στη χρήση», λέει ο Riemensberger.
Η εργασία είναι μια συνεργασία μεταξύ του NTNU και της Ελβετικής École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) και της Luxtelligence SA. Η εργασία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Photonics.
Αυτόνομα αυτοκίνητα και ανιχνευτές ποιότητας αέρα
Τα συμβατικά λέιζερ ακριβείας μπορεί να είναι μεγάλα, ακριβά και δύσκολα στην ρύθμιση.
«Το νέο μας λέιζερ λύνει αρκετά από αυτά τα προβλήματα», λέει ο Riemensberger.
Αυτό σημαίνει ότι το λέιζερ αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε αυτόνομα αυτοκίνητα, για παράδειγμα. Αυτά τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν μια οπτική τεχνική απομακρυσμένης ανίχνευσης που ονομάζεται Lidar για να εντοπίζουν και να εκτιμούν την απόσταση από αντικείμενα στο περιβάλλον τους.
Η τεχνική αυτή μετρά διαφορές χρόνου ή αλλαγές στη φάση του κύματος μεταξύ του φωτός που εκπέμπεται από το λέιζερ και αυτού που ανακλάται πίσω. Το λέιζερ αυτό μετρά με μεγάλη ακρίβεια, περίπου τέσσερα εκατοστά.
Οι ερευνητές είχαν επίσης καλά αποτελέσματα όταν χρησιμοποίησαν το λέιζερ για να ανιχνεύσουν υδροκυάνιο αέριο στον αέρα. Πρόκειται για μια χημική ένωση που συχνά ονομάζουμε «υδροκυανικό οξύ». Είναι ιδιαίτερα τοξική σε μικρές δόσεις, επομένως η γρήγορη ανίχνευσή της μπορεί να είναι σημαντική.
Προηγμένα υλικά, μικροσκοπικά κυκλώματα
Οι ερευνητές δημιούργησαν το νέο λέιζερ με προηγμένα υλικά και μικροσκοπικά κυκλώματα φωτός.
Το λέιζερ εκπέμπει μια ισχυρή και σταθερή δέσμη φωτός. Μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, οι χρήστες μπορούν να ρυθμίζουν εύκολα τη συχνότητα γρήγορα και ομαλά, χωρίς απότομες αλλαγές.
«Μπορείς επίσης να το ελέγχεις εύκολα με ένα μόνο χειριστήριο αντί για πολλά», επισημαίνει ο Riemensberger.
Το λέιζερ είναι κατασκευασμένο με τεχνολογία chip που είναι ήδη διαθέσιμη. Αυτό το καθιστά δυνατό να παραχθεί μαζικά και φθηνά.
«Τα ευρήματά μας κάνουν δυνατή τη δημιουργία μικρών, φθηνών και φιλικών προς τον χρήστη οργάνων μέτρησης και επικοινωνίας με υψηλή απόδοση», δήλωσε ο Riemensberger.
Περισσότερες πληροφορίες: Anat Siddharth et al, Υπερταχύ ρυθμιζόμενο φωτονικά ενσωματωμένο εκτεταμένο λέιζερ Pockels DBR, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01687-0 . Στο arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2408.01743
Πληροφορίες περιοδικού: Nature Photonics , arXiv
Παρέχεται από το Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας