Версия для слабовидящих
Эффект шепчущей галереи помог создать плоский лазер Печать Email
Новости об инновациях
22.10.2015

Физики из Национальной лаборатории Беркли впервые создали двумерный лазер — источник когерентного излучения, в котором излучает слой материала толщиной в один атом. Статья исследователей опубликована в Nature Photonics, а ее краткое изложение приводится на сайте Российского квантового центра.

Схема строения нового лазераИзображение: Yu Ye et al., Nature Photonics, 2015

Современные лазеры состоят из трех основных компонент: активной среды, системы накачки и оптического резонатора. Активная среда — это то, что непосредственно излучает. Система накачки — это система, сообщающая лазеру необходимую для излучения энергию. Наконец, резонатор — это устройство, которое с помощью явления резонанса позволяет получать достаточно мощный лазерный импульс.

Лазер – это источник так называемого когерентного излучения. Применительно к волнам это означает, что разность фаз колебаний в разных точках среды, где эти самые волны распространяются, не зависит от времени.

Полученный в работе лазер представляет собой «бутерброд», состоящий из моноатомного слоя дисульфида вольфрама (собственно, активная среда), зажатого между парой слоев диэлектрика. Толщина «бутерброда» составляет примерно 500 нанометров и располагается он на специальной подставке, чтобы излучение от него можно было зарегистрировать. Система накачки в опыте представляла собой другой лазер.

Самой интересной частью нового лазера, однако, является резонатор. Дело в том, что в слоях дисульфида возникают экситоны — квазичастицы, представляющие собой объединение дырки (то есть места в слое, лишенного заряда) и электрона, то есть переносчика заряда. По словам ученых, дисульфид вольфрама обладает замечательными свойствами: многие эффекты, связанные с экситонами, в нем выражены особенно ярко.

Авторам работы удалось добиться в своем резонаторе так называемого эффекта шепчущей галереи. Хорошо известно, что в некоторых круглых или эллиптических залах шепот хорошо распространяется вдоль стен, практически не достигая центра помещения. Это связано с формированием стоячей волны, которая прижимает колебания к стенам, усиливая их распространение.

На основе этого эффекта можно построить резонатор, но уже не для акустических, а для других типов волн и частиц (что, в принципе, одно и то же). При этом, как оказалось, подобные резонаторы могут быть очень маленькими. В июне 2015 года похожим образом удалось построить резонатор для плазмонов — квазичастиц, представляющих собой квант коллективного колебания электронного газа в кристаллической решетке.

Теперь, используя тот же принцип, ученые построили резонатор для экситонов. Именно эффект шепчущей галереи позволяет добиться высокого качества излучения. Ученые говорят, что их резонатор может найти применение в создании оптических компьютеров, где все операции будут выполняться с помощью фотонов, а не электронов, как сейчас.

Автор: Андрей Коняев

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/effekt-shepchushchei-galerei-pomog-sozdat-ploskii-lazer

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта