Stanfordin yliopiston tiimi on valmistanut titaanista jalokivilaserin sirulle Nature-lehdessä 26. kesäkuuta julkaistun raportin mukaan. Tulos on valtava edistysaskel sekä mittakaavatehokkuuden että kustannusten kannalta.
Titaanisafiirilaserit ovat välttämättömiä monilla aloilla, kuten huippuluokan kvanttioptiikassa, spektroskopiassa ja neurotieteessä, mutta niitä ei kuitenkaan käytetä laajasti todellisessa maailmassa. Tämä johtuu siitä, että tällaiset laserit ovat tyypillisesti suuria ja kalliita, ja ne maksavat satoja tuhansia dollareita kukin, ja ne vaativat muita suuritehoisia laitteita (myydään noin 30 $,000 kukin) pitääkseen ne käynnissä.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat asettivat ensin suuren kerroksen titaanisafiiria piidioksidialustalle; sitten jauhettiin, syövytettiin ja kiillotettiin titaanisafiiri erittäin ohueksi, vain muutaman sadan nanometrin paksuiseksi kerrokseksi; ja rakensi sitten pyörteen pieniä harjuja tälle ohuelle kerrokselle. Nämä harjanteet toimivat kuin valokuitukaapelit, jotka ohjaavat valoa jatkuvassa silmukassa, jonka intensiteetti kasvaa asteittain. Tätä mallia kutsutaan aaltoputkeksi. Verrattuna muihin titaanisafiirilasereihin tämä prototyyppi on neljä suuruusluokkaa pienempi (eli kymmenen tuhannesosa alkuperäisestä) ja kolme suuruusluokkaa halvempi (eli tuhannesosa alkuperäisestä).
Jäljelle jäävä osa on mikromittakaavainen lämmitin, joka lämmittää aaltoputken läpi kulkevaa valoa, jolloin tutkijat voivat muuttaa säteilevän valon aallonpituutta virittäen sen aallonpituuksille välillä 700–1, 000 nanometriä, eli punaisesta infrapunaan.
Kvanttifysiikassa uusi laser voisi dramaattisesti pienentää huippuluokan kvanttitietokoneiden kokoa; neurotieteessä sillä voisi olla sovelluksia optogenetiikassa, jolloin tutkijat voivat hallita hermosoluja ohjaamalla valoa aivojen sisään suhteellisen suurten optisten kuitujen läpi; ja oftalmologiassa se voi mahdollistaa uusia sovelluksia laserkirurgiassa sirkupulssivahvistuksen yhteydessä tai tarjota halvemman, kompaktimman optisen koherenssitomografian verkkokalvon terveyden arvioimiseksi.
Tällä hetkellä jatkuvasti päivitettävä tekniikka mahdollistaa sen, että monissa laboratorioissa on erittäin pieni laser yhdellä sirulla yhden suuren ja kalliin laserin sijaan. Pienemmät laserit todella parantavat tehokkuutta - matemaattisesti intensiteetti on yhtä suuri kuin teho jaettuna pinta-alalla. Joten säilyttämällä saman tehon kuin suurella laserilla, mutta vähentämällä sen keskittymisaluetta, intensiteetti kasvaa dramaattisesti. Lisäksi nämä pienet ja tehokkaat laserit pääsevät ulos laboratoriosta nopeammin ja palvelevat monia erilaisia tärkeitä sovelluksia.
