Створено поляритонный лазер, який споживає в 250 разів менше енергії, ніж звичайний

Використовуючи властивості загадкових частинок, званих поляритонами, які існують на стику світу світла і матеріального світу, дослідники з Мічиганського університету створили новий, практичний і ефективний спосіб отримання постійного променя когерентного світла. Створене вченими пристрій можна вважати одним з перших поляритонних лазерів, які працюють виключно за рахунок електричної енергії, а не світла від зовнішнього джерела, за рахунок якого працює більшість традиційних лазерів.

Ще однією відмінною особливістю нового поляритонного лазера є те, що він здатний працювати при кімнатній температурі, не вимагаючи охолодження до наднизьких температур, як інші подібні пристрої.

Розробка нового поляритонного лазера, що володіє унікальними характеристиками, може стати настільки ж важливою віхою, як винахід в 1960-х роках першого напівпровідникового лазера.

Можливості нового пристрою без особливих проблем дозволять інтегрувати лазерні оптичні технології прямо в структуру кристалів комп’ютерних чіпів, де вони зможуть замінити металеві провідники, службовці для передачі великих обсягів інформації.

Це дозволить у майбутньому розробити малогабаритні і більш потужні електронні цифрові пристрої, крім цього, така технологія може знайти масу застосувань в самих різних областях, в тому числі і в медицині.

Поляритон є своєрідною частинкою, частково відноситься до світла і частково до матерії. Він складається з комбінації фотона з экситоном, квазічастинки, що складається з пов’язаних один з одним вільного електрона і електронного «дірки» в кристалічній решітці напівпровідникового матеріалу. Поляритоны формуються при дотриманні вельми специфічного набору параметрів середовища їх формування, існують деякий час і розпадаються, випромінюючи укладений в них фотон світла.

Такий підхід вимагає досить скромних енергетичних витрат, дослідний зразок поляритонного лазера споживає в 250 разів менше енергії, ніж традиційний напівпровідниковий лазер, виготовлений з того ж самого матеріалу. З технічної точки зору поляритонный лазер є не зовсім лазером в традиційному розумінні. Назва лазер являє собою абревіатуру терміна Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Поляритонные лазери не посилюють світло від іншого джерела, вони генерують світло самі, виробляючи і розсіюючи поляриотны.

Структура поляритнного лазера виготовлена з нітриду галію, твердого та прозорого напівпровідникового матеріалу, який ідеально підходить для створення в його обсязі умов, в яких відбувається масове формування поляритонів та їх подальше розсіювання, що супроводжується випромінюванням когерентного світла. Промінь світла, що генерується поляритонным лазером, знаходиться в ультрафіолетової частини електромагнітного спектра, а його потужність становить одну мільйонну частину Вата.

«В принципі, для реалізації технологій оптичних комунікацій в межах чіпа і деяких інших технологій наявної потужності цілком достатньо», – розповідає Томас Фрост (Thomas Frost), дослідник з Мічиганського університету, – «Таким чином, ми отримали перший поляритонный лазер, який можна використовувати в безлічі різних областей, вбудовуючи її в структуру кристалів спеціалізованих чіпів».

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *