`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

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

 

Продемонстрирован одномодовый лазер на базе микрокольцевой полости

0 
 

Продемонстрирован одномодовый лазер на базе микрокольцевой полости

Существенный прогресс в лазерных технологиях достигнут совместными усилиями ученых Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Berkeley Lab) и Калифорнийского университета (UC Berkeley). Разработанная ими уникальная микрокольцевая лазерная полость с одномодовым режимом излучения может иметь далекоидущие последствия для широкого круга приложений, включая оптическую метрологию и интерферометрию, спектроскопию высокого разрешения, хранение данных и телекоммуникации.

Лазерная полость это зеркальный резонатор, где свет, многократно отражаясь, формирует стоячую волну на определенных резонансных частотах, называемых модами. Обычно, лазерные полости поддерживают множество мод, так как их размеры гораздо больше длины оптической волны. Конкуренция между модами ограничивает амплитуду усиления и приводит к беспорядочным флуктуациям и нестабильностям в исходящем лазерном луче.

«Для многих задач одномодовый лазер предпочтителен, благодаря стабильности функционирования, высокому качеству луча и более простому управлению, — поясняет Сян Чжан (Xiang Zhang), руководитель отдела материаловедения Berkeley Lab. — Световое излучение одномодового лазера монохроматическое, с низкими шумами фазы и интенсивности».

Продемонстрирован одномодовый лазер на базе микрокольцевой полости

Разрабатывавшиеся стратегии получения одномодового излучения до сих пор были применимы только к специфическим конфигурациям. Микрокольцевая лазерная полость группы Чжана стала первой концепцией для общего случая. Секрет достигнутого успеха состоит в нарушении принципа симметрии времени-четности (parity-time, PT). Он гласит, что свойства системы остаются прежними при изменении ее пространственной конфигурации на обратную (зеркальном отображении, или возвратном движении по оси времени).

Открытое калифорнийскими физиками явление получило название «беспороговое нарушение PT-симметрии» и обеспечило беспрецедентный контроль над резонансными модами микрокольцевой полости.

«Вращательная симметрия нашего микрокольцевого резонатора непрерывна, имитируя бесконечную систему. Противоречащее интуиции открытие состоит в том, что PT-симметрия не выдерживает даже ничтожно малых модуляций усиления/потерь в системе с вращательной симметрией. Этого не наблюдалось ранее в одномерных системах с PT-модуляцией, поскольку такие конечные системы не поддерживают непрерывных операций с симметрией», — указывается в статье по итогам работы, опубликованной в журнале Science.

Нарушение симметрии одной моды делает ее предпочтительной для усиления, тогда как остальные PT-симметричные моды остаются пассивными. Все вместе это обеспечивает выход лазера на одномодовый режим.

Основанная на этом принципе полость состоит из бислоя хрома-германия, нанесенного периодически в азимутальном направлении на микрокольцевой резонатор из арсенид-фосфида галлия-индия (GaInAsP) на подложке из фосфида индия. Диаметр кольца составляет 9 мкм.

Такая микрокольцевая полость способна заменить крупногабаритные лазерные установки в лабораториях и на предприятиях. Более того, продемонстрированная независимость одномодового режима от ширины спектра усиления, как указывают исследователи, позволяет создать миниатюрный лазер, передающий триллионы информационных сигналов на разных частотах, совмещая в одном фотонном чипе функциональность гигантских ЦОД.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT