Một đột phá đáng kể đã được đạt được 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. Các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc thiết kế lại cấu trúc của PCSEL, từ đó nâng cao hiệu suất khi sử dụng liên tục ở công suất cao. Thiết kế mới này cho phép PCSEL hoạt động ổn định 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. Kết quả 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. Đây là một bước tiến quan trọng so với các PCSEL trước đây, vốn phụ thuộc 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 của laser.
So với các loại laser phát xạ bề mặt khoang dọc (VCSEL) phổ biến hơn, PCSEL có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các vai trò tầm xa, công suất cao. Đặc biệt, trong lĩnh vực phòng thủ tên lửa, vũ khí drone và hệ thống không gian, PCSEL có thể đóng vai trò quan trọng. Khả năng tạo ra chùm tia đơn chế độ và chịu nhiệt của PCSEL hỗ trợ các thiết kế quân sự mà không cần hệ thống làm mát cồng kềnh. Điều này mang lại cho các nhà thiết kế quốc phòng sự linh hoạt hơn cho các nền tảng di động và trên độ cao lớn.
Với sự hỗ trợ từ Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Không quân Mỹ (US Air Force Research Laboratory), nhóm nghiên cứu đã vượt qua 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 cao công suất đầu ra, thu nhỏ kích thước và hoàn thiện phương pháp sản xuất. Mục tiêu của họ là đẩy nhanh quá trình tích hợp PCSEL vào các nền tảng quốc phòng, mở ra những triển vọng mới cho các ứng dụng quân sự và công nghiệp trong tương lai.
