激光虽然在日常生活中很常见，但其应用远远超出了灯光秀和条形码读取的范围。它们在电信、计算机科学以及生物学、化学和物理学研究中发挥着至关重要的作用。在后一个领域，能够发射极短脉冲的激光器特别有用，大约为万亿分之一秒或更短。
通过这些激光器在这样的时间尺度上工作，研究人员可以研究发生极快的物理和化学现象。
例如，在化学反应过程中分子键的产生或断裂，或电子在材料内的运动。这些超短脉冲也广泛用于成像应用，因为它们可以具有极高的峰值强度但平均功率较低，从而避免加热甚至燃烧生物组织等样品。
一种制造超快激光器的新方法
在《科学》杂志上的一篇文章中，加州理工学院电气工程和应用物理学助理教授Alireza Marandi描述了他的实验室开发的一种新方法，用于在光子芯片上制造这种类型的激光器，称为锁模激光器。
激光器是使用纳米级组件制造的，可以将它们集成到类似于现代电子学中发现的基于电的集成电路的光基电路中。
用于研究的超快激光器
这种类型的超快激光器对研究非常重要，以至于今年的诺贝尔物理学奖被授予三位科学家，以表彰他们开发了产生阿秒脉冲的激光器。
另一方面，这些激光器目前非常昂贵和笨重，Alireza Marandi指出，他正在探索在芯片上实现这种时间尺度的方法，这些芯片可以便宜几个数量级，体积更小，目的是开发负担得起且可部署的超快光子学技术。
综上所述
超快激光器对于研究和工业至关重要，但其成本和尺寸仍然是主要障碍。Marandi教授及其团队的工作旨在通过在光子芯片上开发锁模激光器来克服这些挑战，使这些技术更容易获得和负担得起。他们的研究可以为从基础研究到工业等各个领域的新应用铺平道路。
为了更好地理解
什么是超快激光?
超快激光器是一种能够发射极短脉冲的激光器，大约为万亿分之一秒(一皮秒)或更短。这些激光在生物学、化学和物理学研究中特别有用，可用于研究快速发生的现象。
为什么超快激光器对研究很重要?
超快激光使研究人员能够研究发生极快的物理和化学现象，例如化学反应过程中分子键的产生或断裂，或材料内部电子的运动。它们还广泛用于成像应用，因为它们可以具有极高的峰值强度但平均功率较低，从而避免加热甚至燃烧生物组织等样品。
什么是锁模激光器?
锁模激光器是一种可以在光子芯片上制造的超快激光器。这些激光器使用纳米级组件制成，可以将它们集成到类似于现代电子产品中发现的基于电的集成电路的光基电路中。
芯片上的超快激光器有哪些优势?
与传统的超快激光器相比，片上超快激光器可以便宜几个数量级，体积更小，使其更容易用于研究和工业。此外，它们还可以与其他组件结合使用，在集成电路上构建完整的超快光子学系统。
超快激光器芯片的未来目标是什么?
研究人员的目标是改进这项技术，使其能够在更短的时间尺度和更高的峰值功率下运行。目标是实现 50 飞秒，这将比产生 4.8 皮秒脉冲的当前设备提高 100 倍。
