Piilaser saa tehonsa ääniaalloilla

Yalen yliopiston tutkijat ovat luoneet uudenlaisen piilaserin, jossa käytetään ääniaaltoja valon vahvistamiseen.

Piifotoniikkaan perustuvat optiset piirit kiehtovat tutkijoita, koska ne ovat yhteensopivia nykyisen mikroelektroniikan kanssa.

"Olemme nähneet räjähdysmäisen kasvun piifotoniikan parissa viime vuosina", kertoo tutkimusta johtanut Peter Rakich, Yalen fysiikan apulaisprofessori. "Näemme, että nämä teknologiat tulevat kaupallisiin tuotteisiin, jotka auttavat datakeskuksiamme toimimaan virheettömästi, ja löydämme myös uusia fotonisia laitteita ja tekniikoita, jotka voisivat olla transformatiivisia monilla aloilla alkaen biotunnistuksesta kvantti-informaatioon sirulla."

Piifotoniikan ongelma on piin epäsuora kaistanleveys. "Piin luontaiset ominaisuudet, vaikka ne ovat hyvin hyödyllisiä monille sirutekniikoille, tekevät sen erittäin vaikeaksi luomaan laservaloa sähkövirran avulla", kertoo Rakichin laboratorion jatko-opiskelija Nils Otterstrom. "Se on ongelma, joka on ollut tutkijoiden haasteena yli vuosikymmenen ajan.

Tämän ongelman kiertämiseksi tutkijat käyttivät nyt valon ja ääniaallon yhdistelmää. Suunnitelma rajaa vahvistettua valoa raviradan muotoisessa rakenteessa – ansoittamalla sen pyörivään liikkeeseen. "Kilparadan suunnittelu oli keskeinen osa innovaatiota. Tällä tavoin voimme maksimoida valon vahvistuksen ja tuottaa takaisinkytkennän, jota tarvitaan laseroitumisen toteuttamiseksi," toteaa Otterstrom.

Teknisesti ratkaisu on pohjimmiltaan nanomittakaavan aaltoputki, joka on suunniteltu rajoittamaan sekä valo- että ääniaallot ja maksimoimaan niiden vuorovaikutukset.

Tutkimusryhmä totea tiedotteessaan, että nämä ominaisuudet voivat johtaa useisiin mahdollisiin sovelluksiin, jotka vaihtelevat integroiduista oskillaattoreista uusiin informaation koodaus- ja dekoodausmenetelmiin. Piitä käyttämällä voi luoda lukuisia lasermalleja, joista jokaisella on ainutlaatuinen dynamiikka ja mahdolliset sovellukset.

Aiheesta aiemmin:

Ääni tukee signaalinkäsittelyä