Создан мини-лазер с точной настройкой частоты. Он сможет упростить лидары, сенсоры и медицинские приборы

Физики из Швейцарии и их международные коллеги создали лазер, сочетающий компактность, высокую мощность и возможность быстро и точно менять частоту излучения. Устройство работает стабильно при обычных температурах и может применяться в системах дистанционного зондирования, оптических сенсорах и аналитических приборах. В отличие от многих аналогов, новый лазер легко настраивается без потери когерентности и без переходов между режимами генерации, что делает его особенно надёжным в работе.

В основе конструкции лежит миниатюрный отражатель на кристалле ниобата лития, который позволяет управлять частотой лазера напрямую через поданное напряжение. Такой подход избавляет от необходимости использовать сложные оптические резонаторы, как в других высокоточных лазерах. При этом устройство сохраняет высокую выходную мощность — до 15 милливатт — и может менять частоту более чем на 10 гигагерц без скачков. Эффективность настройки составляет более 500 мегагерц на вольт, а скорость переключения настолько высока, что позволяет использовать лазер в системах, где требуется быстрая и точная перестройка сигнала.

В ходе испытаний лазер показал высокую стабильность: за 2,5 часа его частота отклонялась менее чем на 25 мегагерц. Это значит, что устройство можно использовать в практических условиях — например, в автолидаре или в системах контроля атмосферы. В экспериментах с лазерным радаром удалось получить точность измерений порядка 4 сантиметров, а в газовой спектроскопии — точно зафиксировать частоты поглощения молекул.

Лазер выполнен в промышленном корпусе, совместим с уже существующими технологиями, не требует охлаждения и легко интегрируется в оптические схемы. Благодаря использованию недорогих компонентов и простой архитектуре, такую разработку можно масштабировать и производить серийно. Исследователи отмечают, что это один из первых лазеров на кристалле ниобата лития, способный совмещать мощность, скорость и стабильность без внешних резонаторов.

 Источник: Physical Review Letters