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Harvard University의 획기적인 통합 온칩 레이저

2025-05-12
하버드 대학교의 물리학 자들은 가스를 감지하고 새로운 분광 도구를 가능하게하는 데 사용될 수있는 애매하지만 매우 유용한 광 범위 인 중간 충격 스펙트럼에서 밝은 펄스를 방출하는 강력한 새로운 온칩 레이저를 개발했습니다. 이 장치는 외부 구성 요소없이 더 큰 시스템의 기능을 작은 칩으로 포장합니다. 양자 캐스케이드 레이저 기술로 획기적인 광자 디자인을 융합 시키며 한 번에 수천 개의 가벼운 주파수를 감지하여 환경 모니터링 및 의료 진단에 곧 혁명을 일으킬 것으로 예상됩니다. 하버드 존 에이 폴슨 공학 학교 및 응용 과학 (SEAS)의 물리학 자들은 과학적으로 귀중하고 기술적으로 도전적인 파장 범위 인 중간 칸막이 스펙트럼에서 밝고 초오프 조명을 방출하는 소형 레이저를 개발했습니다. 장치의 성능은 훨씬 더 큰 광자 시스템의 성능과 비교할 수 있지만 단일 칩에 완전히 통합됩니다. Nature 저널에 오늘 발표 된이 연구는 외부 구성 요소없이 작동하는 온칩 피코 초 중간외 레이저 펄스 생성기의 첫 번째 데모를 표시합니다. 이 레이저는 고정밀 측정의 광범위한 응용 분야를 위해 광학 주파수 빗 (균등 한 간격 주파수 스펙트럼)을 생성 할 수 있습니다. 이 소형 플랫폼은 환경 모니터링 및 의료 영상을위한 고급 스펙트럼 도구를위한 새로운 세대의 광범위한 가스 센서를 실현할 수 있도록 도와줍니다. 광자 및 전자기 분야는 수치 시뮬레이션 기술의 깊은 통합으로 인해 심오한 변화를 겪고 있습니다. 전통적인 광학 설계 및 분석 방법은 복잡한 조명 필드 제어 및 다중 규모 구조의 광학적 특성 예측과 같은 문제에 직면 할 때 점차 한계를 보여줍니다. 강력한 수치 시뮬레이션 도구로서, FDTD 방법은 광학 및 다 분야의 학제 간 연구의 모든 측면에 대한 침투를 가속화하고 있습니다. MetaSurface 설계에서 나노 광학 구조 분석에 이르기까지 빔 조작에서 광 장치 최적화에 이르기까지 FDTD는 광학 연구 및 응용의 패러다임을 재구성하고 있습니다. 국제 트렌드 측면에서, 메타 서스에 대한 연구는 인기있는 주제가되었습니다. 메타 서스는 전통적인 광학 성분의 제어 기능을 밝히고 단계, 편광 및 진폭과 같은 여러 치수에서 빛의 유연한 조절 제어를 실현할 수 있습니다. 기본 연구에서 실제 응용에 이르기까지 메타 서스의 잠재력이 끊임없이 탐구되고 있으며 새로운 연구 결과가 끝없는 스트림에서 등장하고 있습니다. 예를 들어, 메타 서스는 광선의 모양을 정확하게 제어하고 와류 빔 및 통풍이 잘되는 빔과 같은 특수 빔을 생성하는 데 사용될 수 있습니다. 이 빔은 광학 통신, 광학 이미징, 광학 핀셋 등 분야에서 독특한 장점과 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 동시에, 나노 포토닉스 및 플라스 모닉과 같은 최첨단 분야의 첨단 분야의 교차 통합은 새로운 아이디어와 Optic의 분야의 혁신적인 발전과 전통적인 문제를 해결하기위한 어려운 문제를 해결하기위한 혁신적인 문제를 제시했습니다. 전국 수요 수준에서 광학 통신, 광학 정보 처리, 광학 이미징, 광 칩 등 분야에서 우리나라의 빠른 개발은 고급 광학 설계 및 시뮬레이션 기술을 마스터 할 수있는 재능에 대한 시급한 요구를 만들었습니다. "National Natural Science Foundation 개발을위한 14 번째 5 년 계획"은 우선 순위 개발 영역에서 "새로운 재료, 새로운 아키텍처 및 새로운 메커니즘을 갖춘 회로, RF 모듈 및 안테나 기술을 개발하고, 전자 전자 정보 개발을위한 새로운 전자기 정보 시스템을위한 효율적인 전자기 제어 방법, leapfrog 개발"을 통해 "새로운 재료, 새로운 아키텍처 및 새로운 메커니즘을 갖춘 회로, RF 모듈 및 안테나 기술을 개발하기 위해 명확하게 제안합니다.
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