जर्नल नेचर में 26 जून को छपी रिपोर्ट के अनुसार, स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी की एक टीम ने चिप पर टाइटेनियम जेमस्टोन लेजर का निर्माण किया है। इसका परिणाम, पैमाने की दक्षता और लागत दोनों के मामले में एक बड़ा कदम है।
टाइटेनियम नीलम लेजर अत्याधुनिक क्वांटम ऑप्टिक्स, स्पेक्ट्रोस्कोपी और तंत्रिका विज्ञान जैसे कई क्षेत्रों में अपरिहार्य हैं, फिर भी वास्तविक दुनिया में इनका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऐसे लेजर आम तौर पर बड़े और महंगे होते हैं, जिनकी कीमत सैकड़ों हज़ार डॉलर होती है, और उन्हें चालू रखने के लिए अन्य उच्च-शक्ति वाले उपकरणों (लगभग $30,000 प्रत्येक की कीमत) की आवश्यकता होती है।
इस समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने सबसे पहले सिलिकॉन डाइऑक्साइड प्लेटफ़ॉर्म पर टाइटेनियम नीलम की एक बड़ी परत बिछाई; फिर टाइटेनियम नीलम को पीसकर, उकेरा और पॉलिश करके एक बेहद पतली परत बनाई, जो केवल कुछ सौ नैनोमीटर मोटी थी; और फिर उस पतली परत पर छोटी-छोटी लकीरों का भंवर बनाया। ये लकीरें फाइबर-ऑप्टिक केबल की तरह काम करती हैं, जो धीरे-धीरे बढ़ती तीव्रता के निरंतर लूप में प्रकाश का मार्गदर्शन करती हैं। इस पैटर्न को वेवगाइड कहा जाता है। अन्य टाइटेनियम नीलम लेज़रों की तुलना में, यह प्रोटोटाइप चार क्रम परिमाण छोटा है (यानी, मूल का दस-हज़ारवाँ हिस्सा) और तीन क्रम परिमाण कम महंगा है (यानी, मूल का एक हज़ारवाँ हिस्सा)।
शेष भाग एक माइक्रोस्केल हीटर है जो वेवगाइड से गुजरने वाले प्रकाश को गर्म करता है, जिससे शोधकर्ताओं को उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य को बदलने में मदद मिलती है, तथा इसे 700 से 1,000 नैनोमीटर के बीच तरंगदैर्घ्य की सीमा में समायोजित किया जा सकता है, अर्थात लाल से अवरक्त तक।
क्वांटम भौतिकी में, यह नया लेजर अत्याधुनिक क्वांटम कंप्यूटरों के आकार को नाटकीय रूप से कम कर सकता है; तंत्रिका विज्ञान में, इसका अनुप्रयोग ऑप्टोजेनेटिक्स में हो सकता है, जिससे वैज्ञानिक अपेक्षाकृत बड़े ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से मस्तिष्क के अंदर प्रकाश को निर्देशित करके न्यूरॉन्स को नियंत्रित कर सकते हैं; और नेत्र विज्ञान में, यह चिरप्ड-पल्स प्रवर्धन के साथ मिलकर लेजर सर्जरी में नए अनुप्रयोगों को सक्षम कर सकता है, या रेटिना के स्वास्थ्य का आकलन करने के लिए एक सस्ता, अधिक कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी प्रदान कर सकता है।
वर्तमान में, लगातार अपडेट की जाने वाली तकनीक कई प्रयोगशालाओं को एक बड़े और महंगे लेजर के बजाय एक ही चिप पर एक अल्ट्रा-छोटा लेजर रखने की अनुमति देती है। छोटे लेजर वास्तव में दक्षता में सुधार करने में मदद करते हैं - गणितीय रूप से, तीव्रता बराबर होती है शक्ति को क्षेत्र से विभाजित करना। इसलिए एक बड़े लेजर के समान शक्ति रखते हुए लेकिन जिस क्षेत्र पर यह केंद्रित होता है उसे कम करके, तीव्रता नाटकीय रूप से बढ़ जाती है। इसके अलावा, ये छोटे और शक्तिशाली लेजर प्रयोगशाला से तेज़ी से बाहर निकल सकते हैं और कई अलग-अलग महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों की सेवा कर सकते हैं।
