Уређај који је тако мали да је готово невидљив голим оком може постати кључ за будуће оптичке сензорске чипове. Истраживачки тим на Универзитету Колорадо Боулдер развио је оптички микрорезонатор високих-„тркачких стаза“ високих перформанси који може значајно да смањи губитак светлости, отварајући врата апликацијама као што су детекција хемикалија, навигациона опрема, па чак и квантно мерење. Релевантни рад је објављен у новом броју часописа Апплиед Пхисицс Леттерс.
Резултат овог истраживања је стварање оптичког таласоводног микрорезонатора на чипу. Дебљина микрорезонатора је само 1/10 људске косе. Микрорезонатор се може схватити као микроуређај који „хвата светлост“. Светлост у њој непрекидно циркулише, постепено акумулирајући интензитет. Када је светлост довољно јака, научници могу да је користе за извођење различитих специјалних оптичких операција. Бригхт, први аутор рада
Према Луовим речима, њихов циљ је да омогуће да овај уређај ефикасно ради при мањим оптичким снагама.
Тим се фокусирао на резонаторе "тркачке стазе", уређај који је добио име по свом издуженом облику који подсећа на тркачку стазу. Они су посебно усвојили дизајн глатке криве назван „Еулерова крива“, која се обично виђа на путевима и железницама, јер аутомобили не могу изненада да се окрећу под правим углом када путују великим брзинама, а исто важи и за ширење светлости. Ако се превише нагло савија, "склизне".
Коришћење таквих глатких кривина значајно смањује оптичке губитке, омогућавајући фотонима да дуже остану унутар резонатора, чиме се побољшавају интеракције. Ако постоји превелик губитак светлости, резонатор не може да акумулира довољно светлости и његове перформансе ће бити знатно смањене.
Микрорезонатори су произведени коришћењем литографије електронског снопа у чистој просторији. За разлику од традиционалне фотолитографије, која је ограничена светлосном таласном дужином, ова технологија може да постигне суб-нанометарску прецизност и погодна је за обраду микро-оптицких структура. Због изузетно мале величине уређаја, чак и ситна прашина или недостаци могу утицати на ширење светлости, тако да је чисто окружење кључно.
Избор материјала је подједнако важан. Тим је користио врсту халкогенидног полупроводничког стакленог материјала. Ова врста материјала има високу транспарентност и јака нелинеарна својства, што га чини веома погодним за фотонске уређаје. Међутим, тешко их је обрадити, захтевајући баланс између перформанси и потешкоћа у производњи. Смањењем губитака при савијању, тим је успешно направио уређаје са ултра-малим-губицима са перформансама упоредивим са тренутним платформама за напредне материјале.
Истраживачки тим је навео да се у будућности очекује да овај микрорезонатор постане кључна компонента фотонских система и да се може користити у микроласерима, биохемијским сензорима и квантним мрежним уређајима. Крајњи циљ је да се ова технологија развије у оптичке чипове који се могу производити у великим размерама.
