頻率和波長(zhǎng)之間的關(guān)系是成反比的，這意味著如果頻率加倍，波長(zhǎng)就會(huì)減少一半。雖然近紅外光譜被用于電信，但更高的頻率對(duì)于構(gòu)建更小、更高效的設(shè)備至關(guān)重要，這些設(shè)備需要更短的波長(zhǎng)，例如原子鐘和醫(yī)療設(shè)備。

當(dāng)腔中的捕獲光經(jīng)歷稱為全光學(xué)偏振的過程時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)這些較短的波長(zhǎng)，該過程在氮化硅中引起所謂的二階非線性。在這種情況下，非線性意味著光的行為存在顯著變化，即幅度跳躍，這與光與材料相互作用產(chǎn)生的頻率不成正比。

氮化硅通常不會(huì)產(chǎn)生這種特定的二階非線性效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)優(yōu)雅的工程壯舉來誘導(dǎo)它：該系統(tǒng)利用光在腔內(nèi)共振時(shí)的能力來產(chǎn)生電磁波，從而激發(fā)材料中的非線性特性。

面向未來應(yīng)用的使能技術(shù)

在該項(xiàng)目中發(fā)揮關(guān)鍵作用的Marco Clementi說：“我們不僅在改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，而且還在推動(dòng)半導(dǎo)體激光器的可能性。通過彌合電信和可見光波長(zhǎng)之間的差距，我們正在為生物醫(yī)學(xué)成像和精密計(jì)時(shí)等領(lǐng)域的新應(yīng)用打開大門。”

該技術(shù)最有前途的應(yīng)用之一是計(jì)量學(xué)，特別是在緊湊型原子鐘的開發(fā)中。航海進(jìn)步的歷史取決于精確時(shí)計(jì)的便攜性——從 16 世紀(jì)的海上經(jīng)度確定到確保太空任務(wù)的準(zhǔn)確導(dǎo)航，再到今天實(shí)現(xiàn)更好的地理定位。

克萊門蒂指出：“這一重大進(jìn)步為未來技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，其中一些技術(shù)尚未構(gòu)思�！�

該團(tuán)隊(duì)對(duì)光子學(xué)和材料科學(xué)的深刻理解將有可能使設(shè)備更小、更輕，并降低激光器的能耗和生產(chǎn)成本。他們能夠采用基本的科學(xué)概念，并使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，這突顯了解決復(fù)雜技術(shù)挑戰(zhàn)的潛力，這些挑戰(zhàn)可能導(dǎo)致不可預(yù)見的進(jìn)步。

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