Laser ja antilaser samassa paketissa

Berkeley Labin tutkijat ovat ensimmäisinä luoneet yksittäisen laitteen, joka toimii sekä laserina että anti-laserina ja he osoittivat näiden kahden vastakkaisen toiminnan televiestintäkaistan taajuudella.

Tulokset luovat perustan kehittää integroitu rakenne, joka voi toimia laserina, vahvistimena, modulaattorina ja vaimentimena tai ilmaisimena. Vahvasti vahvistetun valonsäteen sijaan, anti-laser voi täysin absorboida tulevat koherentit valonsäteet.

"Yhdessä optisessa onkalossa saavutimme molemmat, koherentin valon vahvistaminen että absorption samalla taajuudella, mikä on järjenvastainen ilmiö, sillä nämä kaksi tilaa pohjimmiltaan ristiriidassa keskenään", toteaa tutkimuksen päätutkija Xiang Zhang.

- Tällainen laite voi potentiaalisesti mahdollistaa erittäin suuren kontrastin modulaatiossa ilman teoreettisia rajoja. Laitteesta, jossa olisi molempia ominaisuuksia, voisi tulla arvokas rakenneosa tuottaa fotonisia integroitujen piirejä, tutkijat esittävät tutkimuslaitoksensa uutistiedotteessa.

Vaikka laserit ovat jo läsnä kaikkialla, anti-lasereille sovelluksia osoittivat Yalen yliopiston tutkijat ensin kerran vasta viisi vuotta sitten. Koska anti-laserit voivat poimia heikkoja yhtenäisiä signaaleja keskeltä "kohinaista" epäkoherenttia taustaa, sitä voitaisiin käyttää myös erittäin herkkänä kemiallisena tai biologisena ilmaisimena.

Itse laite rakennettiin 824 toistuvasta vahvistus- ja häviömateriaalien parista. Vahvistusväliaine on indium galliumarsenidifosfidi. Häviöaineen muodostaa kromi ja germanium. Kuviota toistamalla luodaan resonoiva järjestelmä, jossa valo pomppii edestakaisin kootakseen vahvistuksen tai absorption.

Kun järjestelmä on tasapainossa ja vahvistus ja vaimennus ovat yhtä suuret, ei pitäisi syntyä mitään nettovaikutusta mutta jos olosuhteita häiritään siten, että kvanttimekaniikasta juontuva symmetria rikkoutuu, koherenttia vahvistusta ja imeytymistä voidaan havaita.