比一枚硬币还小的新型激光器能以超快速度测量物体

基于激光的测量技术，被称为光学计量学，可用于研究物体和材料的物理特性。但当前的光学计量学需要庞大且昂贵的设备来实现精密的激光波控制，这为部署精简、经济高效的系统造成了瓶颈。

这种新型芯片级激光器在《光：科学与应用》(Light: Science & Applications)期刊上发表的一篇论文中进行了描述。它能够通过以极快速度（约每秒100亿亿次）在宽光谱范围内极其精确地改变其颜色，从而实现极快且精确的测量。与传统的硅光子学不同，该激光器采用一种名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(Pockels effect)的物理现象——当存在电场时，该效应会改变材料的折射率。

"我们瞄准的几个应用领域已经可以从我们的设计中受益，"薛世新（Shixin Xue）博士（论文作者之一）表示。他由电气与计算机工程及光学领域的院长教授（Dean's Professor）林强（Qiang Lin）指导。"首先是激光雷达(LiDAR)，它已用于自动驾驶汽车，但一种更先进的形式——调频连续波(FMCW)激光雷达——需要激光频率具有大调谐范围和快速调谐能力，而这正是我们的激光器所能实现的。"

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，并识别出由玩具积木拼成的字母U和R。他们表示，这种微型演示可以扩展用于在高速公路速度和距离下检测车辆和障碍物。

研究人员还展示了该芯片级激光器如何用于庞德-德雷弗-霍尔(PDH)激光频率锁定技术，这是一种常用的用于收窄、稳定和降低激光噪声的技术。

"这是一个非常重要的过程，可用于实现能极端精确测量时间的光钟，但通常需要大量设备来完成，"薛世新解释道，并指出一个典型设置可能需要如桌面计算机大小的仪器，包括本征激光器、隔离器、声光调制器和相位调制器。"我们的激光器可以将所有这些功能集成到一个可通过电气方式调谐的非常小的芯片中。"

该研究得到了美国国防高级研究计划局(DARPA)的通用微尺度光学系统激光器(LUMOS)项目以及美国国家科学基金会的部分支持。