Ученые из Рочестерского и Калифорнийского университетов создали лазер размером меньше монеты, который может работать в самых разных системах — от лидаров в беспилотных автомобилях до детекторов гравитационных волн, одних из самых точных инструментов для изучения Вселенной.

Сейчас для точных измерений с помощью лазеров нужно громоздкое и дорогое оборудование. Новый чип решает эту проблему: он быстро меняет цвет луча, охватывая широкий спектр, и делает это с невероятной скоростью — около 10 квинтиллионов раз в секунду.

В отличие от традиционных кремниевых лазеров, он сделан из ниобата лития и использует эффект Поккельса — изменение показателя преломления материала под действием электрического поля.

Результаты опубликованы в издании Light Science & Applications.

Наша разработка уже сейчас может улучшить несколько технологий, — говорит Шиксин Сюэ, аспирант, работавший над проектом под руководством профессора Цян Линя. — Например, лидары в беспилотниках. Сейчас для частотной модуляции лазера нужны сложные системы, а наш чип делает это быстро и точно.

Исследователи показали, как их лазер работает в лидаре: он сканировал буквы U и R, сложенные из кубиков LEGO, на вращающемся диске.

В реальных условиях такая система сможет распознавать препятствия на трассе на высокой скорости.

Еще одно применение — стабилизация лазерного луча.

Обычно для этого нужна целая лаборатория с приборами размером с системный блок.

Наш чип заменяет все это и настраивается электрически, — объясняет Сюэ.

Этот лазерный чип — прорыв в миниатюризации точных оптических систем. Он удешевит лидары для беспилотников, упростит гравитационные детекторы и сделает стабильные лазеры доступными для компактных устройств — от квантовых компьютеров до сверхточных часов.

Пока неясно, как чип поведет себя в массовом производстве: ниобат лития сложен в обработке, а долговечность такого лазера в реальных условиях (перепады температур, вибрации) еще нужно проверить.

Ранее ученые изобрели компактный лазер для дезинфекции.