Forskarar har ved ein tilfeldig oppdaging funne ei ny teknikk for å generere mørke solitoner i integrerte halvleiarlaserar. Mørke solitoner er område med optisk utsløkking mot lyse bakgrunnar. Dette gjennombrotet kan få store konsekvensar for molekylær spektroskopi og integrert optoelektronikk.
Oppdaginga vart gjort av eit team av internasjonale forskarar ved Harvard University og Vienna University of Technology. Medan dei prøvde å utvikle ein forenkla versjon av frekvenskam-laserar som kan integrerast på brikker, observerte forskarane at ein kvantekaskade ringlaser fann ein stabil frekvenskam i midt-infrarøde regionen som vert nytta til molekylær spektroskopi. Denne stabile frekvenskammen hadde berre ni «tenner», samanlikna med tradisjonelle frekvenskam-laserar som er digre og komplekse.
Forskarane integrerte ein bølgjeleidarkoplar i same brikka, noko som gjorde det enklare å trekke ut lys og oppnå større utgangsminne. Ved å justere koplingstapet, greidde dei å skifte laseren mellom frekvenskamregimet og kontinuerleg-bølgeregiem. I kontinuerleg-bølgeregiem observerte forskarane at det dukka opp mørke solitoner når laseren vart slått av og på. Mørke solitoner er ikkje-lineære, sjølvforsterkande strålingspakkar som kan forplante seg gjennom rommet på ubegrensa vis.
Det som gjer denne observasjonen særleg overraskande er at dei mørke solitonane viser seg som små opne i kontinuerleg laserlys, noko som resulterer i ei enorm endring i frekvensspekteret. Denne endringa har konsekvensar for spektroskopi, sidan det gjer det mogleg for vitskapsfolk å observere molekyl som sender ut stråling over eit stort spektralområde.
Sjølv om mørke solitonar har vore observert tidlegare, er dette første gong dei er sett i ein liten, elektrisk-injisert laser. Forskarane utforskar no teknikkar for å produsere lysande solitonar frå dei mørke, og dei ønskjer òg å utvide teknikken til andre typar laserar for å oppnå mindre størrelse og batteridrift.
Denne tilfeldige oppdaginga opnar opp nye moglegheiter for integrert optoelektronikk og spektroskopi. Forskarane er optimistiske med omsyn til framtidige framsteg og potensialet for kommersielle applikasjonar.
Følgande spørsmål basert på hovudtema og informasjon i artikkelen:
Spørsmål: Kva oppdaga forskarane ved ein tilfeldigheit?
Svar: Forskarane oppdaga ved ein tilfeldigheit ei ny teknikk for å generere mørke solitoner i integrerte halvleiarlaserar.
Spørsmål: Kva er mørke solitoner?
Svar: Mørke solitoner er område med optisk utsløkking mot lyse bakgrunnar.
Spørsmål: Kva er konsekvensane av denne oppdaginga?
Svar: Oppdaginga kan ha store konsekvensar for molekylær spektroskopi og integrert optoelektronikk.
Spørsmål: Kor vart oppdaginga gjort?
Svar: Oppdaginga vart gjort av eit team med internasjonale forskarar ved Harvard University og Vienna University of Technology.
Spørsmål: Kva prøvde forskarane opprinneleg å utvikle?
Svar: Forskarane prøvde opprinneleg å utvikle ein forenkla versjon av frekvenskam-laserar som kan integrerast på brikker.
Spørsmål: Kva observerte forskarane i midt-infrarød regionen som vert nytta til molekylær spektroskopi?
Svar: Forskarane observerte at ein kvantekaskade ringlaser stabiliserte til ein frekvenskam med berre ni «tenner», samanlikna med tradisjonelle digre og komplekse frekvenskam-laserar.
Spørsmål: Kva gjorde forskarane for å auke laseren si utgangsminne?
Svar: Forskarane integrerte ein bølgjeleidarkoplar i same brikka, noko som gjorde det enklare å trekke ut lys og oppnå større utgangsminne.
Spørsmål: Kva observerte forskarane då dei slo laseren av og på?
Svar: I kontinuerleg-bølgeregiem observerte forskarane at det dukka opp mørke solitoner når laseren vart slått av og på.
Spørsmål: Korleis påverkar mørke solitoner laseren sitt frekvensspekter?
Svar: Mørke solitoner viser seg som små opne i kontinuerleg laserlys, noko som resulterer i ei enorm endring i frekvensspekteret.
Spørsmål: Kva er viktig med endringa i frekvensspekteret?
Svar: Endringa i frekvensspekteret har konsekvensar for spektroskopi, sidan det gjer det mogleg for vitskapsfolk å observere molekyl som sender ut stråling over eit stort spektralområde.
Spørsmål: Har fenomenet mørke solitoner vorte observert tidlegare?
Svar: Ja, mørke solitoner har vorte observert tidlegare, men dette er første gong dei er sett i ein liten, elektrisk-injisert laser.
Spørsmål: Kva er framtidsutsiktene til denne oppdaginga?
Svar: Forskarane utforskar no teknikkar for å produsere lysande solitonar frå dei mørke, og dei ønskjer òg å utvide teknikken til andre typar laserar for å oppnå mindre størrelse og batteridrift.
Definisjonar for sentrale termar:
– Mørke solitoner: Område med optisk utsløkking mot lyse bakgrunnar.
– Frekvenskam-laserar: Kraftige laserkjelder med sett av jamnt plasserte spektrallinjer.
– Molekylær spektroskopi: Studiet og analysen av samspel mellom materie og elektromagnetisk stråling, spesifikt relatert til molekyl.
– Kvantekaskade ringlaser: Ein type laser som driv frå prinsippet om elektronstunnelering.
Forslåtte relaterte lenker:
– Harvard University (https://www.harvard.edu/)
– Vienna University of Technology (https://www.tuwien.at/)
– Spektroskopi på Wikipedia (https://nn.wikipedia.org/wiki/Spektroskopi)
– Journal of Lightwave Technology
The source of the article is from the blog xn--campiahoy-p6a.es