Mae tîm o Brifysgol Stanford wedi gwneud laser gemstone titaniwm ar sglodyn, yn ôl adroddiad Mehefin 26 yn y cyfnodolyn Nature. Mae'r canlyniad yn gam enfawr ymlaen, o ran effeithlonrwydd graddfa a chost.
Mae laserau saffir titaniwm yn anhepgor mewn llawer o feysydd megis opteg cwantwm blaengar, sbectrosgopeg a niwrowyddoniaeth, ac eto ni chânt eu defnyddio'n helaeth yn y byd go iawn. Mae hyn oherwydd bod laserau o'r fath fel arfer yn fawr ac yn ddrud, yn costio cannoedd o filoedd o ddoleri yr un, ac mae angen dyfeisiau pŵer uchel eraill (yn gwerthu am tua $30,000 yr un) i'w cadw i redeg.
Er mwyn datrys y broblem hon, gosododd yr ymchwilwyr haen fawr o saffir titaniwm yn gyntaf ar lwyfan silicon deuocsid; yna malu, ysgythru a sgleinio'r saffir titaniwm yn haen denau iawn, dim ond ychydig gannoedd o nanometrau o drwch; ac yna peiriannu fortecs o gribau bychain ar yr haen denau honno. Mae'r cribau hyn yn gweithredu fel ceblau ffibr-optig, gan arwain golau mewn dolen barhaus o ddwyster cynyddol yn raddol. Gelwir y patrwm hwn yn ganllaw tonnau. O'i gymharu â laserau saffir titaniwm eraill, mae'r prototeip hwn yn bedwar gorchymyn maint yn llai (hy, un deg milfed o'r gwreiddiol) a thri gorchymyn maint yn llai costus (hy, un filfed o'r gwreiddiol).
Mae'r rhan sy'n weddill yn wresogydd microscale sy'n gwresogi'r golau sy'n mynd trwy'r donfedd, gan ganiatáu i'r ymchwilwyr newid tonfedd y golau a allyrrir, gan ei diwnio i ystod o donfeddi rhwng 700 ac 1, 000 nanometr, h.y., o goch i isgoch.
Mewn ffiseg cwantwm, gallai'r laser newydd leihau maint y cyfrifiaduron cwantwm o'r radd flaenaf yn ddramatig; mewn niwrowyddoniaeth, gallai fod â chymwysiadau mewn optogeneteg, gan ganiatáu i wyddonwyr reoli niwronau trwy gyfeirio golau y tu mewn i'r ymennydd trwy ffibrau optegol cymharol fawr; ac mewn offthalmoleg, gall alluogi cymwysiadau newydd mewn llawdriniaeth laser ar y cyd ag ymhelaethu â chirped-puls, neu ddarparu tomograffeg cydlyniad optegol rhatach a mwy cryno i asesu iechyd y retina.
Ar hyn o bryd, mae technoleg sy'n cael ei diweddaru'n gyson yn caniatáu i lawer o labordai gael laser hynod fach ar un sglodyn yn hytrach nag un laser mawr a drud. Mae laserau llai mewn gwirionedd yn helpu i wella effeithlonrwydd - yn fathemategol, mae dwyster yn cyfateb i bŵer wedi'i rannu yn ôl ardal. Felly trwy gadw'r un pŵer â laser mawr ond lleihau'r ardal y mae'n canolbwyntio arno, mae'r dwyster yn cynyddu'n ddramatig. Yn fwy na hynny, gall y laserau bach a phwerus hyn fynd allan o'r labordy yn gyflymach a gwasanaethu llawer o wahanol gymwysiadau pwysig.
