`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Новый плазмонный нанолазер не имеет резонатора

+55
голосов

Новая конструкция нанолазера без резонатора была предложена физиками Имперского колледжа в Лондоне. Конструкция опирается на предложение той же команды в начале этого года – снизить групповую скорость света определенной частоты, чтобы она точно равнялась нулю в волноводе металл-диэлектрик-металл. Лазер, который все еще строят, использует две таких области с нулевой групповой скоростью, чтобы достичь инверсии заселенности и создать лазерный луч без необходимости в оптическом резонаторе.

Исследователи предполагают, что конструкция может иметь важные приложения в оптических телекоммуникациях и вычислительной технике, а также создаст теоретическую базу для согласовании физики лазеров с плазмоникой.

Традиционная конструкция для лазера включает заключенную в оболочку усиливающую среду, резонатор, к примеру, газ в полости, содержащей два противоположных зеркала. Усиливающая среда имеет два электронных энергетических уровня, и в естественном состоянии нижний энергетический уровень является более заселенным. Однако путем инжекции электрической или световой энергии в полость, некоторые электроны могут быть "перекачаны" на верхний уровень. При низких уровнях накачки, атомы, попавшие на верхний уровень, спонтанно возвращаются в основное состояние с испусканием фотона. Тем не менее, выше определенного порога, переход обратно в основное состояние преимущественно вызывается поглощением возбужденным атомом второго фотона. Два фотоны излучаются точно в фазе, и стимулируют к излучению другие атомы. Результирующий луч фазово-когерентных фотонов образует лазерное излучение.

Наноразмерные лазеры были бы полезны для создания чипов на основе оптических схем, однако необходимость в резонаторе означает, что трудно сделать размеры обычного лазера меньше длины волны излучаемого света. Для света, используемого в телекоммуникационных технологиях, этот предел составляет около одного микрона.

Теперь Ортвин Хесс (Ortwin Hess) и его коллеги разработали новый способ создания субволнового лазера, который вообще не содержит резонатора. Исследователи разработали волновод с многослойной структурой металл-диэлектрик-металл, которая поддерживает плазмонные взаимодействия между светом и электронами проводимости на границе металл-диэлектрик. Такой плазмонный волновод поддерживает две "сингулярности нулевой скорости" на близко расположенных, но разных частотах. Свет на других частотах будет распространяться через полупроводник очень медленно, что предоставляет ему достаточно времени для взаимодействия с усиливающей средой. Хотя медленный и остановленный свет может звучать как не физические понятия, они могут встретиться при описании взаимодействия света и плазмонов. Инжектируя импульс этого медленного света, исследователи вычислили, будут ли носители с более низкого энергетического уровня переходить на более высокий. С более высокого уровня электроны будут переходить на промежуточный, а затем на нижний с генерацией лазерного света. Наличие сингулярностей нулевой скорости вызывает захват лазерного излучения ловушкой в материале, где оно генерирует желаемое стимулированное излучение.

Хесс, тем временем, вдохновляется потенциальными теоретическими следствиями работы. Хотя в настоящее время исследования направлены на использование плазмонных взаимодействия для генерирования когерентного излучения, он считает, что возможно также удерживать сами плазмоны внутри волновода, чтобы получить миниатюрный поверхностный плазмонный лазер, или "Spaser".

Новый плазмонный нанолазер не имеет резонатора

Как будет работать нанолазер. Свет захватывается в область «остановки» (дугообразные стрелки), и это приводит к стимулированному излучению света (волнистые стрелки). Система накачивается медленным светом (широкая стрелка), и лазер ограничивается областью, обозначенной буквами h и w, в которой групповая скорость света (Vg) равна 0

+55
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT