Привлекательным для научных исследований титан-сапфировый лазер делает самая широкая полоса генерации среди лазерных кристаллов, то есть он способен выдавать наибольший спектр цветов по сравнению с другими лазерами. Кроме того, он может испускать импульсы света раз в фемтосекунду. А теперь их можно уместить на пластине чипа площадью в несколько квадратных миллиметров. На четырехдюймовой пластине помещаются тысячи таких, пишет Stanford News.

«Чип легкий. Поративный. Недорогой и эффективных. У него нет подвижных элементов. И его можно выпускать массово», — перечислил преимущества новинки Джошуа Ян, один из исследователей.

Для создания нового лазера исследователи начали с толстого слоя титан-сапфира на диоксиде кремния поверх сапфирового кристалла. После шлифовки, травления и полировки получился очень тонкий слой, всего несколько нанометров. На него нанесли волновод: спиралевидное углубление, которое, как волоконно-оптический канал, направляет свет лазера по окружности, повышая его интенсивность.

«С математической точки зрения, интенсивность — это мощность, деленная на площадь. Так что если сохранять ту же мощность, как у большого лазера, но снизить площадь концентрации, интенсивность зашкалит, — пояснил Ян. — Маленький размер нашего лазера на самом деле помог нам сделать его эффективнее».

Последний элемент нового лазера — микроскопическая система нагрева, позволяющая менять длину волны света в диапазоне от 700 до 1000 нм, от красного до инфракрасного.

Сейчас ученые работают над улучшением производительности титан-сапфирового лазера и над технологией массового производства.

Недавно исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии разработали первый в мире интегрированный в чип эрбиевый лазер на волноводе, который по своим характеристикам не уступает традиционным волоконным лазерам.