Изобретен лазер с небывало низкой зернистостью

Новый полупроводниковый лазер, разработанный в Йельском университете, способен существенно улучшить качество визуализации высокотехнологичных микроскопов следующего поколения, лазерных проекторов, фотолитографии, голографии и биомедицинских сканеров.

Технология, в основе которой хаотический полостной лазер, сочетает яркость обычных лазеров со светодиодами с более низким искажением изображений. В центре интенсивного экспериментирования и исследования в последние годы находился поиск более совершенных источников света для высокоскоростных приложений полномасштабной визуализации.

Новый лазер описан в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Этот хаотический резонаторный лазер является замечательным примером фундаментального исследования, которое приводит к потенциально важному изобретению для социальных нужд», сообщил соавтор работы профессор физики Даглас Стоун. „Работа, прежде всего, была мотивирована желанием понять определенные классы лазеров — рандомный и хаотический, без какого-либо применения. Однако в итоге с помощью дополнительных дисциплин мы выяснили, что данный лазер уникальным образом подходит для решения широкого спектра проблем в визуализации и микроскопии“.

Одна из таких проблем называется «зернистость». Зернистость — это в произвольном порядке зернистый шаблон, вызванный высокой пространственной когерентностью, которая может исказить формирование изображений в случаях, когда используются традиционные лазеры. Можно избежать такого искажения с использованием светодиодных источников света. Однако проблема в том, что светодиоды недостаточно яркие, чтобы применяться в высокоскоростной визуализации.

Новый электрически накачиваемый полупроводниковый лазер предлагает иной подход. Он производит интенсивную эмиссию, но с низкой пространственной когерентностью.

«Для полномасштабной визуализации контраст зернистости должен составлять менее 4% для того, чтобы избежать любых помех при человеческом контроле», пояснил профессор физики Hui Cao. „Стандартный лазер производит контраст зернистости в пределах 50%, в то время как наш лазер имеет контраст зернистости в пределах 3%. И поэтому наш новый лазер полностью снимает проблему когерентного артефакта в полномасштабной визуализации“.

Соавтор работы доцент Майкл Чома добавил, что зернистость лазерного луча — это основной барьер в разработке определенных классов клинической диагностики, в которых применяется свет.