《盖世汽车新闻》的新光子学研究为陆军改进激光、高速计算和光通信铺平了道路。光子学有望以光的形式而不是电的形式存储和传输信息，从而改变电子设备的运行。研究人员表示，可以根据不同的物理性质将信息分层，然后利用光速来提高通信速度，减少能源浪费。但为了实现这个目标，激光等光源需要更小、更强、更稳定。
美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室(ARO)项目经理James Joseph博士说:“单模高功率激光器广泛应用于陆军的重要应用，为士兵提供各种支持，如光通信、光传感和激光雷达测距。宾夕法尼亚大学(UPenn)的研究成果标志着朝着构建更高效的现场激光光源迈出了重要一步。”
利用这种技术将信息分层的方式可能会对光子计算机和通信系统产生重要影响。为了保持光子器件对信息的控制，它们的激光器必须非常稳定和耦合。单模激光不仅减少了光束中的噪声变化，还提高了其相干性，但结果比多个同时模式的激光更暗，功率更低。
据国外媒体报道，来自宾夕法尼亚大学和杜克大学的研究人员在陆军的支持下，设计并制造了一种密排微型激光器的二维阵列，不仅具有单个微型激光器的稳定性，还可以共同实现更高的功率密度数量级，从而为陆军改进激光器、高速计算和光通信铺平了道路。
(来源:宾夕法尼亚大学)
机器人和自动驾驶汽车是这项研究的潜在应用。在机器人和自动驾驶汽车中，激光雷达用于光学传感和测距，激光用于制造和材料加工。这项研究的潜在应用包括使用激光雷达技术的光学传感和测距，以及制造和材料加工。
材料科学与工程系副教授梁峰博士说:“制造高功率单模激光器的直接方法是将多个相同的单模激光器耦合在一起，形成激光阵列，从而具有增强的发射功率。然而，由于耦合系统的复杂性，系统会有许多超级模式。模式之间的竞争会降低激光阵列的相干性。”
耦合两个激光器将产生两个超模，但由于激光器排列在光子传感和激光雷达应用的二维网格中，数量增加了两倍。宾夕法尼亚大学博士生辛古乔说:“单模操作非常重要，因为只有当所有激光器都被锁定为超级模式时，激光器阵列的辐射度和亮度才会随着激光器数量的增加而增加。受物理学中超对称概念的启发，我们可以通过添加一个耗散超伴体，在激光阵列中实现这种锁相单模激光。”
在粒子物理学中，超对称指的是两大类玻色子和费米子的所有基本粒子，它们在另一类中都有未被发现的超级伙伴。用来预测每个粒子的假定超配体性质的数学工具也可以用来预测激光性质。
相对于基本粒子来说，做一个单个微型激光的超级搭档相对简单。它的复杂性在于适应超对称性的数学变换，从而产生一个能量级正确的完整的超伙伴阵列，可以抵消除原来单一模式以外的所有模式。
在这个研究之前，超级伙伴激光阵列只能是一维的，每个激光元件排成一排。在解决了控制每个元件耦合方向的数学关系后，这项新研究显示了一个具有五行和五列微激光器的阵列。
参与这一项目的博士后高(音)说:“当有损耗的超对称伙伴阵列与原激光阵列耦合在一起时，除基模外的所有超模都将被耗散，因此单模激光的功率和功率密度分别是原阵列的25倍和100倍。我们设想更显著的功率缩放……这可以通过将通用方案应用于更大的阵列(甚至是三维阵列)来实现。背后的工程原理是一样的。"
这项研究还表明，这项技术与该团队以前对涡旋激光器的研究兼容。其中涡旋激光器可以精确地控制轨道角动量或者激光束如何绕其行进轴盘旋。控制光学特性可以使光子系统以更高的密度编码。冯说:“将超对称性引入二维激光阵列可以为潜在的大规模集成光子系统形成一个强大的工具箱。”《盖世汽车新闻》的新光子学研究为陆军改进激光、高速计算和光通信铺平了道路。光子学有望以光的形式而不是电的形式存储和传输信息，从而改变电子设备的运行。研究人员表示，可以根据不同的物理性质将信息分层，然后利用光速来提高通信速度，减少能源浪费。但为了实现这个目标，激光等光源需要更小、更强、更稳定。
美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室(ARO)项目经理James Joseph博士说:“单模高功率激光器广泛应用于陆军的重要应用，为士兵提供各种支持，如光通信、光传感和激光雷达测距。宾夕法尼亚大学(UPenn)的研究成果标志着朝着构建更高效的现场激光光源迈出了重要一步。”
利用这种技术将信息分层的方式可能会对光子计算机和通信系统产生重要影响。为了保持光子器件对信息的控制，它们的激光器必须非常稳定和耦合。单模激光不仅减少了光束中的噪声变化，还提高了其相干性，但结果比多个同时模式的激光更暗，功率更低。
据国外媒体报道，来自宾夕法尼亚大学和杜克大学的研究人员在陆军的支持下，设计并制造了一种密排微型激光器的二维阵列，不仅具有单个微型激光器的稳定性，还可以共同实现更高的功率密度数量级，从而为陆军改进激光器、高速计算和光通信铺平了道路。
(来源:宾夕法尼亚大学)
机器人和自动驾驶汽车是这项研究的潜在应用。在机器人和自动驾驶汽车中，激光雷达用于光学传感和测距，激光用于制造和材料加工。这项研究的潜在应用包括使用激光雷达技术的光学传感和测距，以及制造和材料加工。
材料科学与工程系副教授梁峰博士说:“制造高功率单模激光器的直接方法是将多个相同的单模激光器耦合在一起，形成激光阵列，从而具有增强的发射功率。然而，由于耦合系统的复杂性，系统会有许多超级模式。模式之间的竞争会降低激光阵列的相干性。”
耦合两个激光器将产生两个超模，但由于激光器排列在光子传感和激光雷达应用的二维网格中，数量增加了两倍。宾夕法尼亚大学博士生辛古乔说:“单模操作非常重要，因为只有当所有激光器都被锁定为超级模式时，激光器阵列的辐射度和亮度才会随着激光器数量的增加而增加。受物理学中超对称概念的启发，我们可以通过添加一个耗散超伴体，在激光阵列中实现这种锁相单模激光。”
在粒子物理学中，超对称指的是两大类玻色子和费米子的所有基本粒子，它们在另一类中都有未被发现的超级伙伴。用来预测每个粒子的假定超配体性质的数学工具也可以用来预测激光性质。
相对于基本粒子来说，做一个单个微型激光的超级搭档相对简单。它的复杂性在于适应超对称性的数学变换，从而产生一个能量级正确的完整的超伙伴阵列，可以抵消除原来单一模式以外的所有模式。
在这项研究之前，超级伙伴激光阵列只能是一个……每个激光元件排成一行。在解决了控制每个元件耦合方向的数学关系后，这项新研究显示了一个具有五行和五列微激光器的阵列。
参与这一项目的博士后高(音)说:“当有损耗的超对称伙伴阵列与原激光阵列耦合在一起时，除基模外的所有超模都将被耗散，因此单模激光的功率和功率密度分别是原阵列的25倍和100倍。我们设想通过将通用方案应用于更大的阵列(甚至在三维中)可以实现更显著的功率缩放。背后的工程原理是一样的。”
这项研究还表明，这项技术与该团队以前对涡旋激光器的研究兼容。其中涡旋激光器可以精确地控制轨道角动量或者激光束如何绕其行进轴盘旋。控制光学特性可以使光子系统以更高的密度编码。冯说:“将超对称性引入二维激光阵列可以为潜在的大规模集成光子系统形成一个强大的工具箱。”
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