Các nhà nghiên cứu đã đạt được một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực laser phát xạ bề mặt tinh thể quang tử (PCSEL), một loại laser nổi bật với độ sáng cao và khả năng kiểm soát nhiệt được cải thiện. Thành tựu này bắt nguồn từ việc thiết kế lại cấu trúc của PCSEL, giúp nâng cao hiệu suất khi sử dụng liên tục ở công suất cao. Thiết kế mới này cho phép PCSEL hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ phòng và phát ra bước sóng an toàn cho mắt, đồng thời duy trì chất lượng chùm tia ổn định trong quá trình sử dụng liên tục.
PCSEL nâng cấp đã trải qua các thử nghiệm nghiêm ngặt sử dụng hình ảnh hồng ngoại và phổ kế, xác nhận hiệu suất của laser và khả năng duy trì chùm tia ổn định, tập trung chặt chẽ ở bước sóng 1,5 micromét. Khác biệt với các PCSEL trước đây dựa vào lỗ thông khí để làm mát, cấu trúc mới đã loại bỏ khiếm khuyết về sự dịch chuyển nguyên tử, cải thiện độ ổn định nhiệt và độ bền bỉ dài hạn. Điều này đánh dấu một sự tiến bộ đáng kể trong công nghệ laser, mở ra những triển vọng mới cho các ứng dụng yêu cầu độ ổn định và hiệu suất cao.
So với các loại laser phát xạ bề mặt khoang dọc (VCSEL) phổ biến hơn, PCSEL có thể được mở rộng cho các vai trò tầm xa, công suất cao trong phòng thủ tên lửa, vũ khí drone và hệ thống không gian. Chùm tia đơn chế độ và khả năng chịu nhiệt của chúng hỗ trợ các thiết kế quân sự mà không cần hệ thống làm mát cồng kềnh, mang lại cho các nhà thiết kế quốc phòng sự linh hoạt hơn cho các nền tảng di động và trên độ cao lớn. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn của PCSEL trong việc đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng quốc phòng hiện đại.
Với sự hỗ trợ từ Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Mỹ (US Air Force Research Laboratory), nhóm nghiên cứu đã giải quyết được một trở ngại lớn trong phát triển laser: tăng công suất đầu ra mà không gây quá nhiệt hay sụp đổ cấu trúc. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục nâng công suất đầu ra, thu nhỏ kích thước và hoàn thiện phương pháp sản xuất để đẩy nhanh quá trình tích hợp vào các nền tảng quốc phòng. Đây là một bước tiến quan trọng hướng tới việc ứng dụng công nghệ laser tiên tiến vào thực tế, góp phần tăng cường năng lực quốc phòng và mở rộng các ứng dụng trong tương lai.