Raziskovalci so naključno odkrili nov način generiranja temnih solitonov v integriranih polprevodniških laserjih. Temni solitoni so območja optične izumrtja na svetlih ozadjih. Ta preboj lahko ima pomembne posledice za molekulsko spektroskopijo in integrirano optoelektroniko.
Odkritje je naredila mednarodna ekipa raziskovalcev z Univerze Harvard in Tehniške univerze na Dunaju. Med poskusom razvijanja poenostavljene različice laserskega frekvenčnega grebena, ki bi se lahko vgradila v čipe, so raziskovalci opazili, da se kvantni kasokazalni obročni laser umiri pri stabilnem frekvenčnem grebenu v srednjem infrardečem območju, ki se uporablja za molekulsko spektroskopijo. Ta stabilen frekvenčni greben je imel le devet “zob”, v nasprotju s tradicionalnimi laserskimi frekvenčnimi grebeni, ki so masivni in kompleksni.
Raziskovalci so v isti čip vgradili vodnikov vezovalnik, kar je olajšalo izpostavljanje svetlobe in doseganje večje izhodne moči. S prilagajanjem izgub vezanja jim je uspelo preklopiti laser med območjem frekvenčnega grebena in območjem neprekinjenih valov. V območju neprekinjenih valov so raziskovalci opazili pojav temnih solitonov, ko so izklapljali in vklopili laser. Temni solitoni so nelinearni paketi valovanja, ki se sami krepijo in se lahko neomejeno širijo skozi prostor.
Posebno presenetljivo pri tej opazki je, da se temni solitoni pojavijo kot majhne vrzeli v neprekinjeni laserski svetlobi, kar povzroči veliko spremembo v njegovem frekvenčnem spektru. Ta sprememba ima posledice za spektroskopijo, saj omogoča znanstvenikom, da opazujejo molekule, ki oddajajo na širokem spektralnem območju.
Čeprav so temne solitone že opazili prej, je to prvič, da so jih videli v majhnem električno vbrizganem laserju. Raziskovalci zdaj raziskujejo tehnike za proizvodnjo svetlih solitonov iz temnih solitonov in širijo tehniko na druge vrste laserjev za miniatizacijo in delovanje na baterije.
To naključno odkritje odpira nove možnosti na področju integrirane optoelektronike in spektroskopije. Raziskovalci so optimistični glede prihodnjih napredkov in potenciala za komercialne aplikacije.
Sekcija z najpogostejšimi vprašanji (FAQ) na osnovi glavnih tem in informacij iz članka:
V: Kaj so raziskovalci naključno odkrili?
O: Raziskovalci so naključno odkrili nov način generiranja temnih solitonov v integriranih polprevodniških laserjih.
V: Kaj so temni solitoni?
O: Temni solitoni so območja optične izumrtja na svetlih ozadjih.
V: Kakšne so posledice te odkritja?
O: To odkritje ima lahko pomembne posledice za molekulsko spektroskopijo in integrirano optoelektroniko.
V: Kje je bila odkrita najdba?
O: Odkritje je bilo narejeno s strani mednarodne ekipe raziskovalcev na Univerzi Harvard in Tehniški univerzi na Dunaju.
V: Kaj so raziskovalci sprva poskušali razviti?
O: Raziskovalci so sprva poskušali razviti poenostavljeno različico laserskega frekvenčnega grebena, ki bi se lahko vgradila v čipe.
V: Kaj so raziskovalci opazili v srednjem infrardečem območju, ki se uporablja za molekulsko spektroskopijo?
O: Raziskovalci so opazili, da se kvantni kasokazalni obročni laser umiri pri stabilnem frekvenčnem grebenu z le devetimi “zobi”, v nasprotju s tradicionalnimi masivnimi in kompleksnimi laserskimi frekvenčnimi grebeni.
V: Kaj so raziskovalci naredili, da bi povečali izhodno moč laserja?
O: Raziskovalci so v isti čip vgradili vodnikov vezovalnik, kar je olajšalo izpostavljanje svetlobe in doseganje večje izhodne moči.
V: Kaj so raziskovalci opazili, ko so izklapljali in vklopili laser?
O: V območju neprekinjenih valov so raziskovalci opazili pojav temnih solitonov, ko so izklapljali in vklopili laser.
V: Kako temni solitoni vplivajo na frekvenčni spekter laserja?
O: Temni solitoni se pojavljajo kot majhne vrzeli v neprekinjeni laserski svetlobi, kar povzroči veliko spremembo v frekvenčnem spektru.
V: Katera je pomembnost spremembe v frekvenčnem spektru?
O: Sprememba frekvenčnega spektra ima posledice za spektroskopijo, saj omogoča znanstvenikom opazovanje molekul, ki oddajajo na širokem spektralnem območju.
V: Ali je pojav temnih solitonov že bil opažen prej?
O: Da, temne solitons so bili že prej opaženi, vendar je to prvič, da so jih videli v majhnem, električno vbrizganem laserju.
V: Kakšne so prihodnje možnosti tega odkritja?
O: Raziskovalci zdaj raziskujejo tehnike za proizvodnjo svetlih solitonov iz temnih solitonov in širijo tehniko na druge vrste laserjev za miniatizacijo in delovanje na baterije.
Opredelitev ključnih izrazov:
– Temni solitoni: Območja optične izumrtja na svetlih ozadjih.
– Laserski frekvenčni greben: Močni laserski viri s skupino enako oddaljenih spektralnih črt.
– Molekulska spektroskopija: Študija in analiza interakcije snovi z elektromagnetnim sevanjem, zlasti v zvezi z molekulami.
– Kvanten kasokazalni obročni laser: Vrsta laserja, ki izvaja svoje delovanje na osnovi principa tuneliranja elektronov.
Predlagane povezave z dodatnimi informacijami:
– Spletna stran Univerze Harvard
– Spletna stran Tehniške univerze na Dunaju
– Spektroskopija na Wikipediji
– Revija Lightwave Technology
The source of the article is from the blog scimag.news