耶鲁大学 学分:耶鲁工程和应用科学学院 一束激光通过显微镜下的梳子射出，梳子分裂成彩虹般的颜色
这一切都以高度受控的方式发生在一个微小的光子谐振器上，并可能为更精确的时钟、太阳系外行星的发现和改进的全球定位系统铺平道路
研究人员在小卢埃林·韦斯特·琼斯的唐红实验室开发了第一种芯片——采用了所谓的普克尔斯效应
电气工程、应用物理和物理学教授
他们的研究成果发表在《自然光子学》上
“这项工作揭示了产生频率梳的新物理过程，”唐说
“我们利用了一种具有对称性破缺晶体结构的光子材料——这种普克尔斯材料提供了比传统材料更强的光学非线性
" 该芯片的特点是有一个微型摄像头，这是一个非常小的光学设备，可以将一束激光的单一颜色转换成均匀间隔的颜色阵列，这种效果对于光谱学等应用非常重要
传统上，这是用克尔微电容来完成的，克尔微电容是有效的，但需要很大的功率
然而，科学家们长期以来一直对使用基于普克尔斯效应的微型电容器来提高功率的可能性感兴趣，并终于在大约10年前在大约半米长的大空腔中实现了这一点
两者的区别在于，克尔梳子中的激光增强了激光的颜色，从而制成梳子，而普克尔梳子是在激光频率重复加倍和减半时产生的，这决定了它的颜色
虽然普克尔斯微球有更强的效果，但也很难控制
获得控制的一种方法是使用孤立波，一种持续运动且不损失能量的孤立波
孤波可以在自然界中出现，比如在水中(19世纪的一位苏格兰工程师在苏格兰的一座桥上首次观察到孤波，他观察到一个单一的波传播了数英里)
它们也随着光发生，并且——正如物理定律所承诺的那样——对于控制由普克尔斯微束产生的激光至关重要
然而，让一个人用微型计算机工作，对科学家来说一直是难以实现的
学分:耶鲁工程和应用科学学院 该研究的主要作者、前博士亚历克斯·布鲁赫说:“没有孤立子，只有一束激光在做自己的事情——就像在赶猫一样。”
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唐实验室学生
然而，在孤立子状态下，它就像一个训练有素的陆军军团，可以有条不紊地行进，并将他们的力量结合在一起
”“用随机变化的光源来做真正的科学是非常困难的
孤子很棒，因为它产生了一个很好的、可预测的光脉冲，你几乎可以用在任何你想要的应用中
人们认为这种现象应该存在很长时间了，但是很难在实验室里制造或观察到
关于我们的论文，真正重要的是，这是我们第一次让孤立子工作
" 唐实验室是第一个制作微型波克尔孤子的实验室，他们的成功很大程度上归功于他们在小范围内的工作
典型地，这种装置占据了小鞋盒的空间
但唐的实验室专门研究纳米光子学，在纳米光子学中，一切都在急剧缩小
他们使用一种微加工技术，允许他们将光线射向芯片，在一个不大于人类头发宽度的环中产生多种颜色
布鲁赫说:“我们可以在一个小芯片上很好地控制一切——温度、几何形状——事实证明，通过缩小一切，你也增强了物理学，因为你迫使所有这些波在一个小空间内相互作用。”
不仅效果更强，而且比使用传统的克尔微库仑要有效得多
克尔微库仑通常达到大约2-3%的转化率，而他们的普克尔斯微库仑——第一次尝试——达到17%
布鲁赫说，他们计划在这项研究的基础上，找到拓宽带宽的方法——即激光产生的颜色数量
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