研究人员开发出一款比硬币还小的激光装置，据称可为自动驾驶汽车的激光雷达系统乃至引力波探测装置提供动力——后者是人类为观测并理解宇宙所设计的最精密的实验之一。
基于激光的测量技术（即光学计量学）可用于研究物体和材料的物理特性。但现有光学计量学需依赖庞大昂贵的设备实现精密激光波控制，这为部署高效经济型系统造成了瓶颈。
发表在《光：科学与应用》期刊上的新型芯片级激光器，能以每秒约千万亿次的极高速率在宽光谱范围内精确改变颜色，从而实现超快速精准测量。该激光器采用合成材料铌酸锂制成（有别于传统硅光子学），并利用名为普克尔斯效应的物理现象——当存在电场时，该效应会改变材料的折射率。
"我们设计的激光器可立即应用于多个目标场景，"论文作者之一、电气与计算机工程及光学系主任教授Qiang Lin指导的博士生Shixin Xue表示，"首先是自动驾驶车辆已采用的激光雷达技术，但更先进的调频连续波激光雷达需要大范围快速调节激光频率，而这正是我们激光器的优势所在。"
研究人员通过驱动旋转圆盘上的激光雷达系统，成功识别出由积木拼成的字母U和R。他们指出，该微型演示系统可扩展应用于高速公路场景，在标准车速和距离下探测车辆及障碍物。
研究还展示了该芯片级激光器在庞德-德雷弗-霍尔（PDH）激光频率锁定技术中的应用。这项常用技术能压缩线宽、稳定频率并抑制激光噪声。
"该技术对研制超高精度光钟至关重要，但传统方案需要大量设备，"Xue解释道。典型配置需占用台式电脑大小的仪器，包括本征激光器、隔离器、声光调制器和相位调制器。"我们的激光器能将所有功能集成于可电控调节的微型芯片。"
本研究获得美国国防高级研究计划局（DARPA）通用微尺度光学系统激光计划（LUMOS）及美国国家科学基金会支持。