Desenvolvida uma nova tecnologia de laser

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/03/2023

Protótipos dos lasers integrados construídos pela equipe.
[Imagem: Grigorii Likhachev (EPFL)]

Nanolaser integrado

Cientistas da IBM e da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, desenvolveram um novo tipo de laser que terá um impacto significativo nas tecnologias fotônicas e ópticas em geral.

O laser é baseado em um material chamado niobato de lítio, já usado em várias aplicações de ponta, incluindo chips eletroacústicos, processadores de luz e em tecnologias quânticas.

O niobato de lítio é particularmente útil porque ele consegue lidar com muita potência óptica e pode ter suas propriedades ópticas alteradas eletricamente - em termos técnicos, ele tem um alto "coeficiente de Pockels".

A equipe acrescentou na receita o nitreto de silício, o que lhes permitiu produzir um novo tipo de laser ajustável e totalmente integrado, ou seja, compondo os chamados circuitos integrados fotônicos, que são chips que funcionam com base na luz, em vez de eletricidade.

Esta mesclagem de materiais terá uso em várias áreas de fronteira.
[Imagem: Viacheslav Snigirev et al. - 10.1038/s41586-023-05724-2]

Lidar e computação quântica

Além de a frequência do nanolaser ser muito estável (baixo ruído), ele apresenta um ajuste de comprimento de onda muito rápido, duas qualidades excelentes para uso em aplicações de radares de luz (LiDAR) - a equipe já checou isto, usando o laser para medir distâncias com alta precisão.

Além dos lasers integrados, a plataforma híbrida (niobato de lítio mais nitreto de silício) abre caminho para a construção de diversos tipos de circuitos e dispositivos, incluindo transceptores integrados para telecomunicações e transdutores ópticos de micro-ondas, para uso em computação quântica.

"O que é notável sobre este resultado é que o laser fornece simultaneamente baixo ruído de fase e ajuste rápido de petahertz por segundo, algo que nunca foi alcançado antes com um laser integrado em escala de chip," disse o professor Tobias Kippenberg, cuja equipe é pioneira na construção de chips fotônicos ultrarrápidos.

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