研究人员开发出一种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提供动力。后者作为现存最精密的实验之一，旨在观测和理解我们的宇宙。
基于激光的测量技术，也称为光学计量学，可用于研究物体和材料的物理属性。但当前的光学计量学需要庞大且昂贵的设备来实现精细的激光波控制，这为部署精简、成本效益高的系统创造了瓶颈。
这种新型芯片级激光器，在一篇发表于Light: Science & Applications的论文中描述，可以通过以极快的速率精确改变其颜色在整个光谱范围内进行极快且精确的测量——大约每秒百亿亿次。与传统硅光子学不同，该激光器由一种称为铌酸锂的合成材料制成，并利用了一种称为泡克尔斯效应的物理现象，这种现象在电场存在时会改变材料的折射率。
"我们瞄准的几个应用已经可以从我们的设计中受益，"薛世新说，他是邱林的博士生，邱林是电子与计算机工程及光学领域的院长教授，两人都是该论文的作者之一。"第一个是激光雷达（LiDAR），它已经用于自动驾驶汽车，但一种更先进的形式，称为调频连续波激光雷达，需要大的调谐范围和快速的激光频率调谐，这正是我们的激光器所能做到的。"
研究人员展示了他们的激光器如何用于驱动旋转圆盘上的激光雷达系统，并识别由玩具积木制成的字母U和R。他们说，这一微型演示可以扩展用于在高速公路速度和距离上检测车辆和障碍物。
研究人员还展示了这种芯片级激光器如何用于庞德-德雷弗-霍尔（PDH）激光频率锁定，这是一种用于缩小、稳定和降低激光噪声的常用技术。
"这是一个非常重要的过程，可用于光学时钟，以极端精度测量时间，但你需要大量设备来实现，"薛说，并指出典型设置可能需要大小相当于台式计算机的仪器，如本征激光器、隔离器、声光调制器和相位调制器。"我们的激光器可以将所有这些集成到一个非常小的芯片中，该芯片可以通过电调谐。"
这项研究部分由国防高级研究计划局（DARPA）的通用微尺度光学系统激光器（LUMOS）和国家科学基金会支持。