Ett team av forskare vid University of Central Florida har övervunnit ett mångårigt problem inom laservetenskap, och resultaten kan ha tillämpningar inom kirurgi, borrning och 3D-kartläggning av laser.

Med hjälp av supersymmetri, de har utvecklat den första supersymmetriska lasermatrisen. Deras resultat publicerades nyligen i tidskriften Vetenskap .

Supersymmetri är en gissning i fysiken som säger varje partikel av materia, som en elektron, har en eller flera superpartners som är samma förutom en exakt skillnad i deras momentum.

"Detta är den första demonstrationen av en supersymmetrisk lasermatris som lovar att möta behoven för högeffektsintegrerade laseruppsättningar med ett högkvalitativt strålemission, "säger medförfattare till studien Mercedeh Khajavikhan, docent i optik och fotonik vid UCF's College of Optics and Photonics.

Khajavikhan ledde teamet som utvecklade lasermatrisen, som består av rader av lasrar och kan producera stor uteffekt och högljuskvalitet.

Detta är en första matris som konsekvent genererar hög strålning, eftersom tidigare konstruktioner har resulterat i försämrad strålkvalitet.

Khajavikhan sa att tidigare arbete av Demetrios Christodoulides, en professor i optik och fotonik från Pegasus, Cobb Family Endowed Chair på högskolan och studieförfattare, föreslog användning av supersymmetri i optik och hennes team har undersökt det vidare i sina studier.

"Dock, det är först nyligen som min grupp lyckades föra dessa idéer i verkliga laserinställningar, där sådana föreställningar fruktbart kan användas för att ta itu med verkliga problem inom fotonik, " Hon sa.

Knepet i hennes lags laserarrayer är att placera lasrar bredvid varandra med hjälp av beräkningar som tar hänsyn till supersymmetri.

Hon sa att denna utveckling är mycket viktig på många områden att en kraftfull integrerad laser behövs.

"Vi förutser många tillämpningar av supersymmetriska laseruppsättningar inom medicin, militär, industri och kommunikation, överallt där det finns behov av högeffektsintegrerade laseruppsättningar med hög strålkvalitet, "Sa Khajavikhan.

En spännande applikation kan vara att använda LIDAR, som använder lasrar för att kartlägga och kartlägga 3D-terräng och används i fält som självkörande bilar, arkeologi, skogsbruk, atmosfärisk fysik och mer.

"LIDAR kräver en laser med hög effekt och högljuskvalitet, "Sa Khajavikhan." För närvarande, på grund av bristen på denna typ av lasrar i integrerad form, de använder andra sorters lasrar. Den supersymmetriska lasern ger en integrerad högeffektslaserlösning som också visar hög strålkvalitet. "