Tim Universitas Stanford telah membuat laser batu permata titanium pada sebuah chip, menurut laporan pada tanggal 26 Juni di jurnal Nature. Hasilnya adalah sebuah langkah maju yang besar, baik dari segi efisiensi skala maupun biaya.
Laser safir titanium sangat diperlukan dalam banyak bidang seperti optik kuantum mutakhir, spektroskopi, dan ilmu saraf, namun laser ini tidak banyak digunakan di dunia nyata. Hal ini dikarenakan laser tersebut biasanya berukuran besar dan mahal, masing-masing harganya mencapai ratusan ribu dolar, dan memerlukan perangkat berdaya tinggi lainnya (dijual dengan harga sekitar $30.000 masing-masing) agar tetap beroperasi.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti pertama-tama meletakkan lapisan besar safir titanium pada platform silikon dioksida; kemudian menggiling, mengukir, dan memoles safir titanium menjadi lapisan yang sangat tipis, hanya setebal beberapa ratus nanometer; dan kemudian merekayasa pusaran tonjolan kecil pada lapisan tipis itu. Tonjolan ini bertindak seperti kabel serat optik, mengarahkan cahaya dalam putaran terus-menerus dengan intensitas yang meningkat secara bertahap. Pola ini disebut pemandu gelombang. Dibandingkan dengan laser safir titanium lainnya, prototipe ini empat kali lipat lebih kecil (yaitu, sepersepuluh ribu dari aslinya) dan tiga kali lipat lebih murah (yaitu, seperseribu dari aslinya).
Bagian yang tersisa adalah pemanas skala mikro yang memanaskan cahaya yang melewati pemandu gelombang, yang memungkinkan para peneliti untuk mengubah panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, menyetelnya ke rentang panjang gelombang antara 700 dan 1,000 nanometer, yaitu dari merah ke inframerah.
Dalam fisika kuantum, laser baru ini dapat secara drastis mengurangi ukuran komputer kuantum yang canggih; dalam ilmu saraf, laser ini dapat diaplikasikan dalam optogenetika, yang memungkinkan ilmuwan mengendalikan neuron dengan mengarahkan cahaya ke dalam otak melalui serat optik yang relatif besar; dan dalam oftalmologi, laser ini dapat memungkinkan aplikasi baru dalam pembedahan laser bersama dengan amplifikasi pulsa-chirped, atau menyediakan tomografi koherensi optik yang lebih murah dan lebih ringkas untuk menilai kesehatan retina.
Saat ini, teknologi yang terus diperbarui memungkinkan banyak laboratorium untuk memiliki laser yang sangat kecil pada satu chip, bukan satu laser yang besar dan mahal. Laser yang lebih kecil sebenarnya membantu meningkatkan efisiensi - secara matematis, intensitas sama dengan daya dibagi dengan area. Jadi dengan mempertahankan daya yang sama seperti laser yang besar tetapi mengurangi area yang difokuskan, intensitasnya meningkat secara dramatis. Terlebih lagi, laser yang kecil dan kuat ini dapat keluar dari laboratorium lebih cepat dan melayani banyak aplikasi penting yang berbeda.
