| | 9 июня 2014 | Новости науки и техники
Ученые создали новый поляритонный лазер, потребляет в 250 раз меньше энергии, чем обычно
Используя свойства загадочных частиц, называемых поляритонами, которые существуют на стыке мира света и материального мира, исследователи из Мичиганского университета создали новый, практичный и эффективный способ получить постоянный луча когерентного света. Созданное учеными устройство можно считать одним из первых поляритонных лазеров, которые работают исключительно за счет электрической энергии, а не света от внешнего источника, с помощью которого работает большинство лазеров традиционных. Еще одной отличительной особенностью нового поляритонного лазера является то, что он способен работать при комнатной температуре, без охлаждения до сверхнизких температур, как другие подобные устройства.
Разработка нового поляритонного лазера, обладает уникальными характеристиками, может быть столь же важной вехой, как изобретение в 1960-х годах, первый полупроводниковый лазер. Возможности нового устройства без особых проблем позволят интегрировать лазерные оптические технологии непосредственно в структуре кристаллов микросхем компьютера, где они могут заменить металлические проводники, которые служат для передачи больших объемов информации. Это позволит в будущем развивать малые и более мощные электронные цифровые устройства, кроме того, данная технология может найти массу применений в самых различных областях, в том числе и в медицине.
Поляритон является своего рода частицы, в части, которая связана со светом, и в часть в области. Состоит из комбинации фотона с экситоном, квазичастицы, состоящей связанные друг с другом-свободного электрона и электронной «дырки» в кристаллической решетке полупроводникового материала. Поляритоны формируются при выполнении очень конкретного набора параметров среды ее формирования, есть время и распадаются, излучая, заключенная в них фотон света.
Этот подход требует очень скромный в расходе энергии, прототип поляритонного лазера потребляет в 250 раз меньше энергии, чем традиционный полупроводниковый лазер, изготовленный из того же материала. С технической точки зрения, поляритонный лазер не лазер в традиционном смысле. Имя лазер-это аббревиатура термина » Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Поляритонные лазеры не увеличивают свет от другого источника, они генерируют свет сами по себе, производя и рассеивая поляриотны.
Структура поляритнного лазера факт, нитрида галлия, твердого и прозрачного полупроводникового материала, который идеально подходит для создания в целом условий, в которых происходит массовое образование поляритонов и их последующего рассеяния, сопровождаемого излучением когерентного света. Луч света, сформированный поляритонным лазером, находится в ультрафиолетовой части электромагнитного спектра, и его мощность-это одна миллионная доля Ватта.
«В принципе, для реализации технологий оптических коммуникаций внутри микросхемы и некоторых других информационных технологий, что мощности достаточно», — говорит Томас Фрост (Thomas Frost), исследователь из Мичиганского университета, — «Таким образом, мы получили первый поляритонный лазер, который теперь можно использовать в разнообразие различных областях, при включении в структуре кристаллов специализированных микросхем».
