Käytännöllinen polaritoni-laser

Michiganin yliopiston tutkijat ovat esitelleet käytännöllisen ja mahdollisesti tehokkaamman tavan tehdä koherentti laserin tapainen valonsäde.

He ovat tehneet polaritonilaserin, jota syötetään sähkövirralla. Saavutus voisi vauhdittaa ”lasereiden” sijoittamista mikropiireille korvaamaan lankajohteita.

Tällaisten laitteiden ennustetaan olevan energiatehokkaampia kuin perinteiset laserit. Uusi prototyyppi vaatii 250 kertaa vähemmän sähköä kuin samasta materiaalista valmistettu tavanomainen vastineensa.

Proessori Pallab Bhattacharya toteaa yliopistonsa tiedotteessa, että "Viimeisten 50 vuoden aikana olemme luottaneet lasereihin tuottaa koherenttia valoa ja nyt meillä on jotain muuta, joka perustuu täysin uudelle periaatteelle."

Bhattacharyan järjestelmä ei ole teknisesti laser. Polaritonilaserit eivät stimuloi säteilyemissiota vaan polaritonien sirontaa.

Polaritonilaserit eivät ole riippuvaisia ​​populaatioinversiosta, joten ne eivät tarvitse paljon käynnistymisenergiaa virittääkseen ja pudottaakseen elektroneja. "Kynnysvirta voi olla hyvin pieni, mikä on erittäin houkutteleva ominaisuus", Bhattacharya toteaa.

Polaritoni on yhdistelmä fotonia ja eksitonia, jotka fuusioituvat valohiukkasten kanssa vain juuri oikeissa olosuhteissa, jolloin muodostuu polaritoneja, jotka sitten heijastuvat järjestelmässä kunnes ne pysähtyvät alimmalle energiantasolle, jota Bhattacharya kuvailee koherenttialtaaksi. Siellä polaritonit hajoavat ja vapauttavat yksivärisen valonsäteen.

Materiaalina tutkijat käyttivät kovaa ja läpinäkyvää galliumnitridiä. Tutkijoiden tuottama säde oli ultravioletti ja teholtaan alle miljoonasosa wattia. Esimerkiksi CD-soittimen laserin teho on noin tuhannesosa wattia.

Saadakseen tehokkaasti sähkövirtaa järjestelmään tutkijat siirsivät peilit kerroksittain galliumnitridin sivuille. Muiden ryhmien toteuttamisideoissa elektrodit ovat peilien ulkopuolella mutta Bhattacharyan ryhmä kehitti kerrosrakenteen ja jätti elektrodit ylä- ja alareunaan.

Aiheesta aiemmin:

Spaseri hiilen avulla