San Francisco Frontiers - Sta in pochi millimetri il primo laser ultraveloce su chip

Occupa poche decine di millimetri il primo laser ultraveloce integrato su chip, in grado di competere per potenza e rapidità degli impulsi con dispositivi molto più ingombranti e costosi. Pubblicato sulla rivista Nature, il risultato ottenuto da ricercatori del Politecnico Federale di Losanna (Epfl) in Svizzera apre la strada a dispositivi portatili capaci di sfruttare finalmente impulsi laser rapidissimi, che durano pochi milionesimi di miliardesimo di secondo: ad esempio, per rilevare agenti inquinanti, individuare difetti nascosti nei materiali o eseguire diagnosi mediche, ma potrebbe portare anche a orologi atomici compatti per i sistemi di comunicazione e navigazione del futuro. "Per oltre vent'anni, un laser ultraveloce ad alta energia su chip è stato ampiamente considerato il Santo Graal della fotonica integrata", commenta Tobias Kippenberg, che ha coordinato lo studio. "Il nostro risultato dimostra non solo che è possibile, ma che può essere realizzato con un'architettura sorprendentemente elegante - aggiunge Kippenberg - che la comunità scientifica aveva trascurato". I ricercatori si sono infatti basati su una tipologia di laser nota come 'oscillatore Mamyshev'. In questo strumento, l'impulso laser passa attraverso una cavità racchiusa tra due filtri, ognuno dei quali lascia passare una porzione diversa dello spettro cromatico. Gli impulsi più intensi si espandono in un'ampia gamma di colori, una parte dei quali riesce a passare attraverso i filtri, mentre gli impulsi più deboli non si espandono a sufficienza e vengono respinti. Per essere integrata su un chip, la cavità del laser lunga 42 centimetri è stata ripiegata fino a occupare uno spazio delle dimensioni della capocchia di un fiammifero. "Con potenze che raggiungono il livello dei kilowatt - dice Zheru Qiu, primo firmatario dello studio - il chip può alimentare applicazioni esigenti che per lungo tempo sono dipese da laser grandi e costosi".

K.Gray--SFF