Recherches phares sur le graphène du CNR-Istituto Nanoscienze, l'Italie et l'Université de Cambridge, UK ont montré qu'il est possible de créer un absorbant saturable térahertz en utilisant du graphène produit par exfoliation en phase liquide et déposé par revêtement par transfert et impression à jet d'encre. Le papier, Publié dans Communication Nature , rapporte un absorbeur saturable térahertz avec une modulation d'absorption d'un ordre de grandeur plus élevée que les autres dispositifs produits à ce jour.

Un absorbeur saturable térahertz diminue son absorption de la lumière dans la gamme térahertz (infrarouge lointain) avec l'augmentation de l'intensité lumineuse et a un grand potentiel pour le développement de lasers térahertz, avec des applications en spectroscopie et en imagerie. Ces haute modulation, les lasers à modes verrouillés ouvrent de nombreuses perspectives dans des applications où l'excitation à courte échelle de temps de transitions spécifiques est importante, telles que la spectroscopie résolue en temps des gaz et des molécules, l'information quantique ou la communication ultra-rapide.

« Nous avons commencé à travailler sur des absorbeurs térahertz saturables pour résoudre le problème de la production d'un laser térahertz à mode verrouillé miniaturisé avec des composants intégrés minces et flexibles qui avaient également une bonne modulation, " a déclaré Miriam Vitiello, chercheuse de Graphene Flagship du CNR-Istituto Nanoscienze en Italie.

Le graphène est un absorbant saturable prometteur car il possède des opérations intrinsèques à large bande et un temps de récupération ultrarapide ainsi qu'une facilité de fabrication et d'intégration, comme démontré pour la première fois dans les lasers infrarouges ultra-rapides par le partenaire phare de l'Université de Cambridge. Dans la gamme térahertz, le présent article exploite le graphène produit par exfoliation en phase liquide, une méthode idéalement adaptée à la production de masse, préparer des encres, facilement déposé par revêtement par transfert ou impression à jet d'encre

"Il était important pour nous d'utiliser un type de graphène qui puisse être intégré dans le système laser avec flexibilité et contrôle", a déclaré Vitiello. "L'impression à jet d'encre et le revêtement par transfert ont atteint cet objectif."

L'utilisation de lasers à mode verrouillé pour produire des impulsions ultrarapides dans la gamme térahertz peut avoir des utilisations intéressantes et passionnantes. "Ces appareils pourraient avoir des applications dans le diagnostic médical lorsque la topographie du temps de vol est importante - vous pourriez voir une tumeur à l'intérieur d'un tissu, " dit Vitiello.

Frank Koppens, de l'Institut des sciences photoniques en Espagne, est le chef de file du groupe de travail photonique et optoélectronique du Graphene Flagship, qui se concentre sur le développement de technologies basées sur le graphène pour l'imagerie et la détection, transfert de données et autres applications photoniques. « C'est une nouvelle découverte avec un impact immédiat sur les applications. c'est un cas où le graphène bat les matériaux existants en termes d'efficacité, évolutivité, compacité et rapidité, " il a dit.

Andrea C. Ferrari, Officier scientifique et technologique du Graphene Flagship, et président de son comité de direction a ajouté :« avoir démontré que des encres au graphène facilement produites et imprimables peuvent également servir à activer des lasers ultrarapides dans la gamme térahertz. Depuis la création du produit phare, une variété de lasers ont été fabriqués couvrant la gamme spectrale visible à IR, mais maintenant la gamme THz importante, avec des applications en sécurité et diagnostic médical, est enfin rendu accessible par le graphène, en commençant encore un autre domaine d'application possible."