Forskere udvikler det første supersymmetriske laserarray

Et hold forskere fra University of Central Florida har overvundet et langvarigt problem inden for laservidenskab, og resultaterne kan have anvendelse i kirurgi, boring og 3-D laser kortlægning.

Ved at bruge princippet om supersymmetri, de har udviklet det første supersymmetriske laserarray. Deres resultater blev offentliggjort for nylig i tidsskriftet Videnskab .

Supersymmetri er en formodning i fysik, der siger, at hver partikel af stof, såsom en elektron, har en eller flere superpartnere, der er ens bortset fra en præcis forskel i deres momentum.

"Dette er den første demonstration af et supersymmetrisk laser-array, der lover at imødekomme behovene for højeffekts integrerede laser-arrays med en stråleudsendelse af høj kvalitet, " sagde undersøgelsens medforfatter Mercedeh Khajavikhan, en lektor i optik og fotonik ved UCF's College of Optics and Photonics.

Khajavikhan ledede holdet, der udviklede laserarrayet, som består af rækker af lasere og er i stand til at producere stor udgangseffekt og høj strålekvalitet.

Dette er et første array, der konsekvent genererer høj udstråling, da tidligere designs har resulteret i forringet strålekvalitet.

Khajavikhan sagde, at tidligere arbejde af Demetrios Christodoulides, en Pegasus professor i optik og fotonik, Cobb Family Endowed Chair i college og studie medforfatter, foreslog brugen af ​​supersymmetri i optik, og hendes team har udforsket det yderligere i sine undersøgelser.

"Imidlertid, det er først for nylig, at min gruppe formåede at bringe disse ideer i faktiske laserindstillinger, hvor sådanne begreber kan bruges frugtbart til at løse reelle problemer inden for fotonik, " hun sagde.

Tricket i hendes teams laser-arrays er at placere lasere ved siden af ​​hinanden ved hjælp af beregninger, der tager højde for supersymmetri.

Hun sagde, at denne udvikling er meget vigtig på mange områder, hvor der er behov for en integreret laser med høj effekt.

"Vi forudser mange anvendelser af supersymmetriske laser-arrays i medicin, militær, industri og kommunikation, hvor der er behov for integrerede laserarrays med høj effekt med en høj strålekvalitet, " sagde Khajavikhan.

En spændende applikation kunne være i brugen af ​​LIDAR, som bruger lasere til at opmåle og kortlægge 3-D terræn og bruges i områder som selvkørende biler, arkæologi, skovbrug, atmosfærisk fysik og mere.

"LIDAR kræver en laser med høj effekt og høj strålekvalitet, " sagde Khajavikhan. "I øjeblikket, på grund af manglen på denne type lasere i integreret form, de bruger andre slags lasere. Den supersymmetriske laser giver en integreret højeffekt laserløsning, der også viser høj strålekvalitet."