Forskere har ved et uheld opdaget en ny teknik til generering af mørke solitoner i integrerede halvlederlasere. Mørke solitoner er områder med optisk udslettelse mod lyse baggrunde. Gennembruddet kan have betydelige implikationer inden for molekylær spektroskopi og integreret optoelektronik.
Opdagelsen blev gjort af et hold af internationale forskere fra Harvard University og Vienna University of Technology. Mens de forsøgte at udvikle en forenklet version af frekvenskammelasere, der kunne integreres i chips, observerede forskerne, at en kvantekaskaderingslaser bosatte sig ved en stabil frekvenskam i midt-infrarødt område, som anvendes til molekylær spektroskopi. Denne stabile frekvenskam havde kun ni “tænder” i modsætning til traditionelle frekvenskammelasere, der er store og komplekse.
Forskerne integrerede en vejlederkobler i samme chip, hvilket gjorde det nemmere at udtrække lys og opnå større udgangseffekt. Ved at justere koblingstabene kunne de skifte laseren mellem dens frekvenskamsregime og kontinuerlig bølge-regime. I det kontinuerlige bølge-regime observerede forskerne forekomsten af mørke solitoner, når laserlyset blev skiftet til og fra. Mørke solitoner er ikke-lineære bølgepakker af stråling, der kan bevæge sig gennem rummet ubegrænset.
Det, der gør denne observation særligt overraskende, er, at mørke solitoner fremstår som små huller i det kontinuerlige laserlys, hvilket resulterer i en enorm ændring af dets frekvensspektrum. Denne ændring har implikationer for spektroskopi, da det tillader forskere at studere molekyler, der udsender over et stort spektralområde.
Selvom mørke solitoner tidligere er blevet observeret, er det første gang, de er blevet set i en lille, elektrisk injiceret laser. Forskerne udforsker nu teknikker til at producere lyse solitoner ud fra mørke solitoner og udvide teknikken til andre typer af lasere for at opnå miniaturisering og batteridrift.
Denne tilfældige opdagelse åbner nye muligheder for området for integreret optoelektronik og spektroskopi. Forskerne er optimistiske med hensyn til fremtidige fremskridt og potentialet for kommercielle anvendelser.
Ofte stillede spørgsmål (FAQ)
The source of the article is from the blog agogs.sk