A Nature folyóirat június 26-i jelentése szerint a Stanford Egyetem csapata egy titán drágakő lézert készített egy chipen. Az eredmény óriási előrelépés a mérethatékonyság és a költségek tekintetében egyaránt.
A titán-zafír lézerek számos területen nélkülözhetetlenek, például a legmodernebb kvantumoptikában, spektroszkópiában és idegtudományban, de a való világban nem használják széles körben. Ennek az az oka, hogy az ilyen lézerek általában nagyok és drágák, egyenként több százezer dollárba kerülnek, és további nagy teljesítményű eszközöket igényelnek (egyenként körülbelül 30 dollárért,000 dollárért) a működésükhöz.
A probléma megoldására a kutatók először egy nagy réteg titánzafírt fektettek egy szilícium-dioxid platformra; majd a titánzafírt rendkívül vékony, mindössze néhány száz nanométer vastag rétegre csiszolták, maratták és polírozták; majd apró gerincek örvényét alakította ki arra a vékony rétegre. Ezek a gerincek száloptikai kábelként működnek, és folyamatosan növekvő intenzitású körben vezetik a fényt. Ezt a mintát hullámvezetőnek nevezik. Más titán-zafír lézerekhez képest ez a prototípus négy nagyságrenddel kisebb (azaz az eredeti egy tízezreléke) és három nagyságrenddel olcsóbb (azaz az eredeti egy ezreléke).
A fennmaradó rész egy mikroméretű fűtőtest, amely felmelegíti a hullámvezetőn áthaladó fényt, lehetővé téve a kutatók számára, hogy módosítsák a kibocsátott fény hullámhosszát, 700 és 1,{2}} nanométer közötti hullámhossz-tartományra hangolva, azaz pirostól infravörösig.
A kvantumfizikában az új lézer drámaian csökkentheti a legmodernebb kvantumszámítógépek méretét; az idegtudományban az optogenetikában is alkalmazhatók, lehetővé téve a tudósok számára az idegsejtek irányítását azáltal, hogy viszonylag nagy optikai szálakon keresztül irányítják a fényt az agyba; a szemészetben pedig új alkalmazásokat tesz lehetővé a lézersebészetben a csipogó impulzuserősítéssel együtt, vagy olcsóbb, kompaktabb optikai koherencia-tomográfiát biztosít a retina egészségének felmérésére.
Jelenleg a folyamatosan frissített technológia lehetővé teszi számos laboratórium számára, hogy egy nagy és drága lézer helyett ultra-kis lézert helyezzen el egyetlen chipen. A kisebb lézerek valóban javítják a hatékonyságot – matematikailag az intenzitás egyenlő a területtel elosztva. Tehát az intenzitás drámaian megnő, ha ugyanazt a teljesítményt tartja, mint egy nagy lézeré, de csökkenti azt a területet, amelyre koncentrál. Sőt, ezek a kicsi és nagy teljesítményű lézerek gyorsabban kijuthatnak a laboratóriumból, és számos fontos alkalmazást kiszolgálhatnak.
