微梳可以帮助我们发现太阳系外的行星并追踪我们体内的新疾病。但目前的微梳效率低下，无法充分发挥其潜力。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员凭借他们的解决方案取得了世界第一，使微梳的效率提高了10倍。他们的突破为太空和医疗保健领域的新发现开辟了道路，并为一系列其他技术中的高性能激光器铺平了道路。
激光频率梳可以以革命性的精度测量频率，被认为是自激光器诞生以来该领域最具颠覆性的技术进步。
简单地说，微梳就像一把由光制成的尺子。其原理是基于激光发送光子，该光子在一个小腔体(即所谓的微谐振器)内循环，光在其中被分成多种频率。这些频率彼此精确定位，就像尺子上的标记一样。因此，可以创建一种由数百甚至数千个频率组成的新型光源，就像一致发射的激光一样。
由于几乎所有光学测量都与光频率相关，因此微梳具有多种应用——从在寻找系外行星的过程中校准在太空中测量光年距离信号的仪器，到通过空气识别和跟踪我们的健康状况。呼气。
前所未有的效率
到目前为止，微梳的一个根本问题是其效率太弱，无法对社会产生更广泛的技术影响。激光和微梳之间的转换效率太弱，这意味着激光束中只有一小部分功率可用。但现在，查尔默斯大学的研究小组成功开发了一种方法，可以将微梳激光束的效果提高十倍。
“我们开发了一种新方法，打破了以前认为的光学转换效率的基本限制。我们的方法将孤子微梳的激光功率提高了十倍，并将其效率从大约1%提高到超过50%，”查尔姆斯理工大学光子学教授VictorTorresCompany说道。
新方法使用两个微谐振器，而不是仅一个。它们形成了一个独特的整体，其特性大于其各个部分的总和。其中一个谐振器使来自激光器的光与另一个谐振器耦合;就像电子产品中的阻抗匹配一样。
“新的微梳具有变革性的潜力，因为它们使高性能激光技术可供更多市场使用。例如，频率梳可用于自动驾驶的激光雷达模块，或用于GPS卫星和环境传感无人机，或用于数据中心启用带宽密集型人工智能应用程序，”托雷斯公司表示。
该方法为高性能激光器开辟了全新的应用领域。该项目的研究人员最近获得了该技术的专利。他们成立了IloominaAB公司，该公司将把这项技术推向更广阔的市场。
这项研究是由查尔姆斯理工大学微技术和纳米科学系光子学系的ÓskarB.Helgason、MarcelloGirardi、ZhichaoYe、FuchuanLei、JochenSchröder和VictorTorresCompany等研究人员进行的。