6月26日付のネイチャー誌の報道によると、スタンフォード大学の研究チームはチップ上にチタン宝石レーザーを作製した。この成果は、スケール効率とコストの両面で大きな前進となる。
チタンサファイアレーザーは、最先端の量子光学、分光法、神経科学など多くの分野で欠かせないものですが、現実世界では広く使用されていません。これは、このようなレーザーが通常、1台あたり数十万ドルと大きくて高価であり、稼働し続けるために他の高出力デバイス（1台あたり約30,000ドルで販売）を必要とするためです。
この問題を解決するために、研究者たちはまず、二酸化ケイ素のプラットフォーム上にチタンサファイアの大きな層を敷き詰め、次にチタンサファイアを研削、エッチング、研磨して、厚さ数百ナノメートルの極薄層にし、その薄い層に小さな隆起の渦巻きを設計しました。これらの隆起は光ファイバーケーブルのように機能し、徐々に強度が増す連続ループで光を導きます。このパターンは導波管と呼ばれます。他のチタンサファイアレーザーと比較して、このプロトタイプは4桁小さく（つまり、元の1万分の1）、3桁安価です（つまり、元の1千分の1）。
残りの部分は、導波管を通過する光を加熱するマイクロスケールのヒーターであり、研究者は放射される光の波長を変更し、700〜1,000ナノメートル、つまり赤色から赤外線までの波長範囲に調整することができます。
量子物理学では、この新しいレーザーにより最先端の量子コンピューターのサイズが劇的に縮小される可能性がある。神経科学では、光遺伝学に応用でき、科学者は比較的太い光ファイバーを通して脳内に光を向けることでニューロンを制御できるようになる。眼科学では、チャープパルス増幅と組み合わせたレーザー手術の新しい用途が可能になるか、網膜の健康状態を評価するためのより安価でコンパクトな光干渉断層撮影法が提供される可能性がある。
現在、絶えず更新される技術により、多くの研究室では、1 つの大型で高価なレーザーではなく、1 つのチップに超小型レーザーを搭載できるようになりました。レーザーが小型化されると、実際に効率が向上します。数学的には、強度は出力を面積で割った値に等しくなります。そのため、大型レーザーと同じ出力を維持しながら、集中する面積を減らすことで、強度は劇的に向上します。さらに、これらの小型で強力なレーザーは、研究室からより早く出荷され、さまざまな重要な用途に使用できます。
