Ultra-efficiënte witlichtlaser op een chip

Witlichtlasers op een chip vragen nu duizendmaal minder energie. Dat maakt toepassingen mogelijk in draagbare medische beeldvormingsapparatuur, chemische detectie en Lidar.

Normaal gesproken zenden lasers zenden coherent licht uit. Dat kan als smalle bundel extreme afstanden afleggen met zeer weinig ruis. Maar dit betekent ook dat lasers slechts één kleur licht uitzenden. Dit beperkt het aantal toepassingen.

Supercontinuümlasers kunnen een heel kleurenspectrum produceren en daardoor dus wit zijn. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in 3D-beeldvormingsapparatuur. Het blijkt echter dat het genereren van deze brede bandbreedte van kleuren een hoog piekvermogen (pulsenergie) kost. Ook zijn de lasers enorm groot en moeten ze in een laboratorium worden gestabiliseerd. Dit maakt ze duur en minder bruikbaar dan verwacht.

Wisselende golfgeleiders

Onderzoekers van de Universiteit Twente en spin-off Superlight Photonics lukte het dit hoge piekvermogen te verminderden. Hiervoor gebruikten ze zogenaamde ‘sign-alternating-dispersion golfgeleiders‘. De golfgeleiders zijn ontworpen om de spreiding van licht te regelen door de lichtbundel afwisselend breder en smaller te maken. “Met deze methode hebben we de hoeveelheid benodigde pulsenergie ongeveer duizendmaal verminderd in vergelijking met traditionele methoden”, zegt eerste auteur Haider Zia, “Dit is een fantastische ontwikkeling op het gebied van geïntegreerde fotonica. Onze methode biedt een efficiëntere manier om supercontinuüm licht op een chip te genereren en dat biedt veel potentiële toepassingen in de medische beeldvorming en Lidar.”

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Photonics Research