একটি স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটি দল একটি চিপে একটি টাইটানিয়াম রত্ন পাথর লেজার তৈরি করেছে, 26 জুন নেচার জার্নালের একটি প্রতিবেদনে বলা হয়েছে। ফলাফলটি স্কেল দক্ষতা এবং খরচ উভয় ক্ষেত্রেই একটি বিশাল পদক্ষেপ।
টাইটানিয়াম স্যাফায়ার লেজারগুলি অত্যাধুনিক কোয়ান্টাম অপটিক্স, স্পেকট্রোস্কোপি এবং নিউরোসায়েন্সের মতো অনেক ক্ষেত্রে অপরিহার্য, তবুও বাস্তব জগতে এগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না। এর কারণ হল এই ধরনের লেজারগুলি সাধারণত বড় এবং ব্যয়বহুল হয়, প্রতিটির দাম কয়েক হাজার ডলার, এবং সেগুলিকে চালু রাখতে অন্যান্য উচ্চ-শক্তির ডিভাইসের প্রয়োজন (প্রায় $30,000 প্রতিটিতে বিক্রি হয়)।
এই সমস্যা সমাধানের জন্য, গবেষকরা প্রথমে একটি সিলিকন ডাই অক্সাইড প্ল্যাটফর্মে টাইটানিয়াম স্যাফায়ারের একটি বড় স্তর স্থাপন করেন; তারপর টাইটানিয়াম স্যাফায়ারকে মাটিতে খোদাই এবং পালিশ করা একটি অত্যন্ত পাতলা স্তরে, মাত্র কয়েকশ ন্যানোমিটার পুরু; এবং তারপর সেই পাতলা স্তরের উপর ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র শিলাগুলির একটি ঘূর্ণি প্রকৌশলী। এই শিলাগুলি ফাইবার-অপ্টিক তারের মতো কাজ করে, ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান তীব্রতার একটি অবিচ্ছিন্ন লুপে আলোকে গাইড করে। এই প্যাটার্নটিকে ওয়েভগাইড বলা হয়। অন্যান্য টাইটানিয়াম স্যাফায়ার লেজারের তুলনায়, এই প্রোটোটাইপটি চারটি অর্ডারের ছোট (অর্থাৎ, আসলটির দশ হাজারতম) এবং কম ব্যয়বহুল তিনটি অর্ডার (অর্থাৎ, আসলটির এক হাজারতম)।
অবশিষ্ট অংশটি একটি মাইক্রোস্কেল হিটার যা ওয়েভগাইডের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোকে উত্তপ্ত করে, যা গবেষকদের নির্গত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিবর্তন করতে দেয়, এটিকে 700 এবং 1,000 ন্যানোমিটারের মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি পরিসরে টিউন করে, অর্থাৎ, লাল থেকে ইনফ্রারেড।
কোয়ান্টাম পদার্থবিজ্ঞানে, নতুন লেজারটি অত্যাধুনিক কোয়ান্টাম কম্পিউটারের আকার নাটকীয়ভাবে কমাতে পারে; নিউরোসায়েন্সে, এটি অপটোজেনেটিক্সে প্রয়োগ করতে পারে, যা বিজ্ঞানীদের তুলনামূলকভাবে বড় অপটিক্যাল ফাইবারের মাধ্যমে মস্তিষ্কের অভ্যন্তরে আলোকে নির্দেশ করে নিউরন নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়; এবং চক্ষুবিদ্যায়, এটি চার্পড-পালস অ্যামপ্লিফিকেশনের সাথে একত্রে লেজার সার্জারিতে নতুন অ্যাপ্লিকেশন সক্ষম করতে পারে, অথবা রেটিনার স্বাস্থ্যের মূল্যায়নের জন্য একটি সস্তা, আরও কমপ্যাক্ট অপটিক্যাল কোহেরেন্স টমোগ্রাফি প্রদান করতে পারে।
বর্তমানে, ক্রমাগত আপডেট হওয়া প্রযুক্তি অনেক ল্যাবকে একটি বড় এবং ব্যয়বহুল লেজারের পরিবর্তে একটি একক চিপে একটি অতি-ছোট লেজার রাখার অনুমতি দেয়। ছোট লেজারগুলি কার্যক্ষমতা উন্নত করতে সাহায্য করে - গাণিতিকভাবে, তীব্রতা ক্ষেত্রফল দ্বারা বিভক্ত শক্তির সমান। তাই বৃহৎ লেজারের মতো একই শক্তি রেখে কিন্তু এটি যে এলাকায় মনোনিবেশ করে তা হ্রাস করে, তীব্রতা নাটকীয়ভাবে বেড়ে যায়। আরও কি, এই ছোট এবং শক্তিশালী লেজারগুলি ল্যাব থেকে দ্রুত বেরিয়ে আসতে পারে এবং বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে পরিবেশন করতে পারে।
