Учёные разработали новую платформу для генерации и обнаружения ультракоротких импульсов УФ-C лазера в фемтосекундном диапазоне. Этот прорыв может открыть новые возможности для преобразования систем оптической беспроводной связи, применения в обработке материалов и медицинской визуализации.
Команда исследователей
Исследователи из Школы физики и астрономии Ноттингемского университета и Имперского колледжа Лондона разработали новую платформу. Источник производит импульсы фемтосекундной длительности, менее одной триллионной доли секунды. Эти импульсы детектируются при комнатной температуре датчиками на основе ультратонких (двумерных, 2D) материалов.
Статья опубликована в журнале Light: Science & Applications. Профессор Амалия Патане из Школы физики и астрономии Ноттингемского университета возглавила разработку датчиков. «Эта работа впервые объединяет генерацию фемтосекундных импульсов УФ-C лазера с их быстрым обнаружением новым классом двумерных полупроводников. Они могут работать в широком диапазоне энергий импульсов и частот повторения, что требуется для многих приложений», — говорит Патане.
УФ-C излучение
УФ-C излучение — это тип ультрафиолетового излучения с более короткой длиной волны и большей энергией, чем у типов А и В. Фотонные компоненты, работающие в диапазоне УФ-C, могут открыть новые возможности в науке и технике, такие как микроскопия со сверхразрешением, обработка материалов, стерилизация и медицинская визуализация.
Применение УФ-C излучения
Сильное атмосферное рассеяние УФ-C излучения также открывает возможности в современных системах оптической беспроводной связи. Несмотря на огромный потенциал, широкое внедрение технологии УФ-C ограничено из-за отсутствия подходящих материалов и фотонных компонентов.
Бен Дьюс, аспирант Ноттингемского университета, добавляет: «Обнаружение УФ-C излучения с помощью двумерных материалов всё ещё находится в зачаточном состоянии. Возможность обнаружения ультракоротких импульсов, а также объединение генерации и обнаружения импульсов в свободном пространстве помогает проложить путь для связи между автономными системами и робототехникой».
Профессор Джон Тиш из Имперского колледжа говорит: «Мы использовали фазово-согласованные процессы второго порядка в нелинейных оптических кристаллах для эффективной генерации УФ-C лазерного излучения. Высокая эффективность преобразования знаменует собой значительную веху и обеспечивает основу для дальнейшей оптимизации и масштабирования системы в компактный источник».
Тим Кли, аспирант Имперского колледжа, добавляет: «Компактный, эффективный и простой источник УФ-C принесёт пользу широкому научному и промышленному сообществу, стимулируя дальнейшие достижения».
ultrathin (two-dimensional, 2D) materials. The paper is published in the journal Light: Science & Applications.»,»Professor Amalia Patané, from the School of Physics and Astronomy at the University of Nottingham, led the development of the sensors. \»This work combines for the first time the generation of femtosecond UV-C laser pulses with their fast detection by a new class of 2D semiconductors. These can operate over a wide range of pulse energies and repetition rates, as required for many applications,\» says Patané.»,»UV-C light is a type of ultraviolet light with a shorter wavelength and more energy than UV light of types A and B. Photonic components operating in the UV-C range can unlock new opportunities across science and technology, such as super-resolution microscopy, material processing applications, sterilization, and medical imaging.»,»Strong atmospheric scattering of UV-C light also offers possibilities in modern optical wireless communication systems. Despite its vast potential, the widespread adoption of UV-C technology remains limited by lack of suitable materials and photonic components.»,»Ben Dewes, Ph.D. student at Nottingham, adds, \»The detection of UV-C radiation with 2D materials is still in its infancy. The ability to detect ultrashort pulses, as well as to combine the generation and detection of pulses in free-space, helps pave the way for communication between autonomous systems and robotics.\»»,»\»We have exploited phase-matched second-order processes in nonlinear optical crystals for the efficient generation of UV-C laser light. The high conversion efficiency marks a significant milestone and provides a foundation for further optimization and scaling of the system into a compact source,\» says Professor John Tisch from Imperial College.»,»Tim Klee, Ph.D. student at Imperial, adds, \»A compact, efficient and simple UV-C source will benefit the wider scientific and industrial community, stimulating further advances.\»»,»\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tProvided by\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\tUniversity of Nottingham\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t»,»\n\t\t\t\t\t\t\tMore from Optics\n\t\t\t\t\t\t «]’>Источник