Pētnieki nejauši ir atklājuši jaunu tehniku, kā radīt melno solitonu integrētās pusvadītāja lāzeros. Melnie solitoni ir optiskās izdomas reģioni gaiša fona apstākļos. Šī inovācija varētu būt nozīmīga molekulārās spektroskopijas un integrētās optoelektronikas jomā.
Atklājumu paveica starptautiska pētnieku komanda, kas darbojas Harvardas Universitātē un Vīnes Tehnoloģijas Universitātē. Veicot vienkāršotu frekvenču kārbu lāzeru izstrādi, kas varētu tikt integrēta čipos, pētnieki novēroja, ka kvantu kaskādes gredzenveida lāzers nosēdās stabīgā frekvenču kārbā vidusinfrasarkano spektralietu, ko izmanto molekulārās spektroskopijas nolūkos. Šai stabīgajai frekvenču kārbai bija tikai deviņi zobi, salīdzinot ar tradicionālajiem neveikliem un sarežģītiem frekvenču kārbu lāzeriem.
Pētnieki integrēja viļņu vadu koplu tajā pašā čipā, padarot gaismas ekstrakciju un izvades jaudu vienkāršāku. Noregulējot kopējās zudumus, viņi spēja pārslēgt lāzeri starp frekvenču kārbas un pastāvīgas viļņa režīmu. Pastāvīga viļņa režīmā, kad lāzers tika ieslēgts un izslēgts, pētnieki novēroja melno solitonu parādīšanos. Melnie solitoni ir nelineāri, pašuzlabojoši starojuma viļņu paketes, kas var izplatīties telpā bezgalīgi.
Šo novērojumu padara īpaši pārsteidzošu tas, ka melnie solitoni parādās kā mazi plaisi pastāvīgajā lāzera gaismā, kas radikāli maina tā frekvenču spektru. Šīs izmaiņas ir svarīgas spektroskopijas nolūkos, jo tās ļauj pētniekiem izpētīt molekulas, kas izstaro plašā spektrālajā diapazonā.
Lai gan melnie solitoni bija novēroti agrāk, šis ir pirmais reizes, kad tos ir redzēts mazā, elektriski injicētā lāzerā. Pētnieki tagad pēta tehnoloģijas, lai radītu gaišos solitus no melnajiem, kā arī paplašina šo tehniku uz citu veidu lāzeriem, lai tos miniaturizētu un darbinātu ar baterijas palīdzību.
Šī nejaušā atklāsme atver jaunas iespējas integrētajai optoelektronikas un spektroskopijas jomai. Pētnieki izturas optimistiski pret nākotnes progresu un iespējamajām komerciālajām lietojumprogrammām.
Bieži uzdodamie jautājumi, pamatojoties uz galvenajiem tematiem un informāciju, kas iekļauta rakstā:
J: Ko pētnieki nejauši atklāja?
A: Pētnieki nejauši atklāja jaunu tehniku melno solitonu radīšanai integrētās pusvadītāja lāzeros.
J: Kas ir melnie solitoni?
A: Melnie solitoni ir optiskās izdomas reģioni gaiša fona apstākļos.
J: Kādas ir šī atklājuma ietekmes?
A: Šis atklājums varētu būt nozīmīgs molekulārās spektroskopijas un integrētās optoelektronikas jomā.
J: Kur bija veikts šis atklājums?
A: Atklājums tika veikts starptautiskā pētnieku komandā Harvardas Universitātē un Vīnes Tehnoloģijas Universitātē.
J: Ko pētnieki sākotnēji mēģināja izstrādāt?
A: Pētnieki sākotnēji mēģināja izstrādāt vienkāršotu versiju frekvenču kārbu lāzeriem, kas varētu tikt integrēta čipos.
J: Ko pētnieki novēroja molekulārās spektroskopijas nolūkos izmantotajā vidusinfrasarkanajā apgabalā?
A: Pētnieki novēroja, ka kvantu kaskādes gredzenveida lāzers stabilizējās stabīgā frekvenču kārbā ar tikai deviņiem “zobiem”, salīdzinot ar tradicionāliem neveikliem un sarežģītiem frekvenču kārbu lāzeriem.
J: Ko pētnieki darīja, lai uzlabotu lāzera izvades jaudu?
A: Pētnieki integrēja viļņvadu kopējā čipā, kas padarīja gaismas izvadi un izvades jaudu vieglāk realizējamu.
J: Ko pētnieki novēroja, pārslēdzot lāzeri ieslēgtā un izslēgtā stāvoklī?
A: Pastāvīga viļņa režīmā pētnieki novēroja, ka melnie solitoni parādījās, kad lāzers tika ieslēgts un izslēgts.
J: Kā melnie solitoni ietekmē lāzera frekvenču spektru?
A: Melnie solitoni parādās kā mazi plaisi pastāvīgajā lāzera gaismā, kas radikāli maina tā frekvenču spektru.
J: Kāda ir šīs frekvenču spektra izmaiņu nozīme?
A: Frekvenču spektra izmaiņām ir nozīme spektroskopijas jomā, jo tās ļauj pētniekiem izpētīt molekulas, kas izstaro plašā spektrālajā diapazonā.
J: Vai melno solitonu parādību ir novērojuši agrāk?
A: Jā, melnie solitoni ir novēroti agrāk, bet šī ir pirmā reize, kad tos ir redzējuši mazā, elektriski injicētā lāzerā.
J: Kādas ir šī atklājuma turpmākās perspektīvas?
A: Pētnieki pašlaik izpēta tehnikas, lai radītu gaišos solitus no melnajiem un plāno paplašināt šo tehniku uz citiem lāzeru veidiem, lai tos var miniaturizēt un darbināt ar bateriju palīdzību.
Platākai informācijai ieteikti saistītie resursi:
– Harvardas Universitātes tīmekļa vietne
– Vīnes Tehnoloģijas Universitātes tīmekļa vietne
– Spektroskopijas definīcija Vikipēdijā
– Journal of Lightwave Technology ievietne
The source of the article is from the blog trebujena.net