«Радужный» буфер обеспечивает получение пикосекундных импульсов высокой интенсивности

Специалисты в области лазерных технологий из Мюнхена предложили путь создания компактных, недорогих, эффективных и долговечных устройств, генерирующих сверхкороткие и высокоэнергетичные импульсы света. Исследование осуществлялось в тесном взаимодействии между факультетом электротехники и информационной технологии Технического университета Мюнхена (Technische Universitaet Muenchen, TUM) и кафедрой физики LMU Munich.

В экспериментах использовался новый тип лазера (Fourier domain mode-locked, FDML), который не имеет определенного «цвета». Его излучение быстро меняет частоту, проходя через целый диапазон длин волн. Идея исследователей заключалась в том, чтобы преобразовать непрерывный сигнал FDML-лазера в короткие импульсы большой интенсивности.

Вся энергия одного цикла FDML-лазера сохраняется в световой форме — в виде ИК-радуги, заключенной в оптоволокне километровой длины внутри лазерного резонатора. По заявлению руководителя группы LMU Munich, доктора Роберта Губера (Robert Huber), этот способ более эффективен, чем запасание энергии в полупроводниковой структуре лазерного источника.

Компоненты излучения с разной длиной волны распространяются с разными скоростями и достигают второго участка оптоволокна (за пределами лазера) неодновременно. Конфигурация этого второго оптоволокна компенсирует разное время прихода: все цветовые компоненты покидают его синхронно, формируя короткий лазерный импульс. Такой подход позволяет сохранить выходную энергию на высоком уровне без увеличения потребляемой мощности или использования более крупного устройства.

Совместная статья, вышедшая в Nature Communications, описывает опыты, в которых дешевые полупроводниковые лазеры выдавали импульсы длительностью всего 60 пикосекунд. Кроме того, представленные в ней теоретические выкладки, дают основания надеяться, что предложенный метод позволит преодолеть и суб-пикосекундный барьер.

«Наши модели и численные расчеты указывают, какие изменения следует внести в экспериментальное оборудование, чтобы добиться дополнительного 1000-кратного улучшения характеристик, с получением импульсов короче 30 фемтосекунд», — сообщает доктор TUM Христиан Джираушек (Christian Jirauschek).

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI