頻率和波長之間的關(guān)系是成反比的，這意味著如果頻率加倍，波長就會減少一半。雖然近紅外光譜被用于電信，但更高的頻率對于構(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，例如原子鐘和醫(yī)療設(shè)備。

當腔中的捕獲光經(jīng)歷稱為全光學偏振的過程時，可以實現(xiàn)這些較短的波長，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。

氮化硅通常不會產(chǎn)生這種特定的二階非線性效應，該團隊進行了一項優(yōu)雅的工程壯舉來誘導它：該系統(tǒng)利用光在腔內(nèi)共振時的能力來產(chǎn)生電磁波，從而激發(fā)材料中的非線性特性。

面向未來應用的使能技術(shù)

在該項目中發(fā)揮關(guān)鍵作用的Marco Clementi說：“我們不僅在改進現(xiàn)有技術(shù)，而且還在推動半導體激光器的可能性。通過彌合電信和可見光波長之間的差距，我們正在為生物醫(yī)學成像和精密計時等領(lǐng)域的新應用打開大門�！�

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

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

該團隊對光子學和材料科學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概念，并使用行業(yè)標準制造將其轉(zhuǎn)化為實際應用，這突顯了解決復雜技術(shù)挑戰(zhàn)的潛力，這些挑戰(zhàn)可能導致不可預見的進步。

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