近日，美国罗切斯特大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员研制出了一种比硬币还小的激光设备，该研究成果发表在Light: Science & Applications上。

研究人员认为，该设备可为从自动驾驶汽车使用的激光雷达系统到引力波探测等各类应用提供动力。引力波探测是目前人类观测和了解宇宙所开展的最为精密的实验之一。

基于激光的测量技术可用于研究物体和材料的物理特性。但目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能够以极快的速度（约每秒10万亿次）在很宽的光谱范围内非常精确地改变其颜色，从而进行极快速且准确的测量。与传统的硅光子学不同，该激光器采用合成材料铌酸锂制成，并利用了普克尔斯效应，即当存在电场时材料的折射率会发生改变。

罗切斯特大学的博士生Shixin Xue表示：“我们的设计已经能让多个应用领域受益。首先是激光雷达，它已经应用于自动驾驶汽车，但一种更先进的形式--调频连续波激光雷达，需要激光器具备大的调谐范围和快速的频率调谐能力，而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驱动旋转圆盘上的激光雷达系统，并识别出由乐高积木拼成的字母“U”和“R”。他们表示，这个微型演示系统可以进行扩展，以探测高速公路上一定速度和距离范围内的车辆和障碍物。

研究人员还展示了这种芯片级激光器如何用于PDH激光频率锁定，这是一种常用于缩小、稳定和降低激光噪声的常用技术。

Shixin Xue指出：“这是一个非常重要的过程，可用于能够极其精确测量时间的光学时钟，但要实现这一点需要大量设备。”他提到，一个典型的设置可能需要像台式计算机大小的仪器，如本征激光器、隔离器、声光调制器和相位调制器等。“我们的激光器可以将所有这些功能集成到一个非常小的芯片中，并且可以通过电进行调谐。”

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