Дослідники випадково відкрили нову техніку генерації темних солітонів в інтегрованих напівпровідникових лазерах. Темні солітони – це області вимирання оптичного випромінювання на фоні яскравого освітлення. Цей прорив може мати значні наслідки для молекулярної спектроскопії та інтегрованої оптоелектроніки.
Дослідження були проведені міжнародною командою вчених з Гарвардського університету та Технологічного університету Відня. Пробуючи розробити спрощену версію лазерів з частотним комбінованим генератором, які можуть бути інтегровані в чипи, дослідники помітили, що лазер квантового каскаду з формою кільця стабілізувався на стійку частотну комбінацію в супер-інфрачервоній області, яка використовується для молекулярної спектроскопії. Ця стабільна частотна комбінація матиме лише дев’ять “зубів” у порівнянні з традиційними громіздкими та складними лазерами з частотним комбінованим генератором.
Дослідники інтегрували куплер хвильоводу на той самий чип, що ускладнило вилучення світла і дозволило досягнути більшої вихідної потужності. Змінюючи втрати при зв’язуванні, вони змогли перемикати лазер між режимом частотної комбінації та неперервним режимом. В неперервному режимі дослідники помітили появу темних солітонів, коли лазер був вимкнений і увімкнений. Темні солітони – це нелінійні, самозміцнюючі хвильові пакети випромінювання, які можуть безкінечно поширюватися у просторі.
Особливістю цього спостереження є те, що темні солітони з’являються як дрібні прогалини в неперервному світлі лазера, що супроводжується великою зміною в його частотному спектрі. Ця зміна має значення для спектроскопії, оскільки дозволяє дослідникам розглядати молекули, що випромінюють у великому спектральному діапазоні.
Хоча темні солітони спостерігалися раніше, це вперше, коли їх бачили в невеликому, електрично впровадженому лазері. Дослідники зараз досліджують техніки для створення яскравих солітонів з темних, а також розширення техніки на інші види лазерів для мініатюризації та роботи від батареї.
Це випадкове відкриття відкриває нові можливості для галузі інтегрованої оптоелектроніки та спектроскопії. Дослідники оптимістично ставляться до майбутнього розвитку та потенціалу комерційних застосувань.
FAQ (часті питання) на основі головних тем та інформації, наведених у статті:
П: Що дослідники випадково відкрили?
В: Дослідники випадково відкрили нову техніку генерації темних солітонів в інтегрованих напівпровідникових лазерах.
П: Що таке темні солітони?
В: Темні солітони – це області вимирання оптичного випромінювання на фоні яскравого освітлення.
П: Які наслідки має це відкриття?
В: Це відкриття може мати значні наслідки для молекулярної спектроскопії та інтегрованої оптоелектроніки.
П: Де було зроблено це відкриття?
В: Відкриття було зроблено міжнародною командою дослідників у Гарвардському університеті та Технологічному університеті Відня.
П: Над чим спочатку працювали дослідники?
В: Спочатку дослідники працювали над розробкою спрощеної версії лазерів з частотним комбінованим генератором, які можна було б інтегрувати в чипи.
П: Що спостерігали дослідники у супер-інфрачервоній області, що використовується для молекулярної спектроскопії?
В: Дослідники спостерігали, що лазер квантового каскаду з формою кільця стабілізувався на стійку частотну комбінацію з лише дев’ятьма “зубами”, у порівнянні з традиційними громіздкими і складними лазерами з частотним комбінованим генератором.
П: Що зробили дослідники, щоб покращити вихідну потужність лазера?
В: Дослідники інтегрували куплер хвильоводу на той самий чип, що ускладнило вилучення світла і дозволило досягти більшої вихідної потужності.
П: Що спостерігали дослідники, коли вони вимикали і увімкнули лазер?
В: В неперервному режимі дослідники спостерігали появу темних солітонів, коли лазер був вимкнений і увімкнений.
П: Який вплив темних солітонів на спектр частот лазера?
В: Темні солітони з’являються як дрібні прогалини в неперервному світлі лазера, що супроводжується значною зміною його частотного спектру.
П: Яке значення має зміна частотного спектру?
В: Зміна частотного спектру має значення для спектроскопії, оскільки дозволяє дослідникам розглядати молекули, що випромінюють у великому спектральному діапазоні.
П: Чи були темні солітони спостережені раніше?
В: Так, темні солітони спостерігалися раніше, але це вперше, коли їх бачили в невеликому, електрично впровадженому лазері.
П: Які перспективи майбутнього є у цьому відкритті?
В: Дослідники зараз досліджують техніки для створення яскравих солітонів з темних, а також розширення техніки на інші види лазерів для мініатюризації та роботи від батареї.
The source of the article is from the blog foodnext.nl