Научници на Нанианг технолошком универзитету (НТУ) у Сингапуру су постигли велики пробој у фотонику развијајући енергију - ефикасан ултракуптан ласер који обећава да ће предати следеће - генерисање бежичне комуникације и интегрисане фотоничке системе. Мањи од зрна песка, овај ласер се бави трајним изазовом у минијатурној ласерском дизајну: губитак светлости.
Како се ласери смањују, енергија има тенденцију да побегне из шупљине и несавршености у фотоничним кристалним структурама погоршавају расипање, смањење ефикасности и ограничавање практичних апликација. Ова иновација нуди решење минимизирањем ових губитака уз одржавање довољне емисије светлости за употребу у стварном - светским технологијама, потенцијално омогућавајући широк спектар апликација које су раније биле непрактичне.
Истраживачки тим НТУ-а, предводио је професор Ванг Кијие и др. Цуи Јиеиуан, приступио је овом изазову тако што је прерадио дизајн дизајна ласерске шупљине. Њихово решење комбинује два напредна концепата у фотонику: равне бендове и више- у континууму (БИЦ).
Равне бендове су енергетски опсези у којима светлосним таласима искуство у близини: - нулте групне брзине, ограничавање енергије у хоризонталној равнини шупљине. Овај приступ осигурава да се светло неконтролично не распоређује преко структуре, помажући у одржавању интензитета и фокуса.
Мулти - бици, с друге стране, смањују губитак светлости у вертикалном смеру, ефикасно стварајући три - димензионално затварање које омогућава ласеру да емитује довољно светлости без трошења енергије.
Интегришући ова два концепта, истраживачи су развили ласерску шупљину која минимизира цурење енергије у свим правцима, обележавајући значајно побољшање традиционалних минијатурних ласерских дизајна и постављање новог стандарда за компактне фотоничне уређаје.
Физичка структура ласера је подједнако иновативна као и његова концептуални фондација. Тим НТУ је створио периодични распоред Даиси - у облику зрака у полуводичком фотоничном кристалу, који је сендвијан између два слоја злата.
Ова конфигурација делује као високо ефикасна замка за светло, смањујући расипање и цурење. Пажљив дизајн обликова ваздуха и решетка у решетку је централно у ласерској високој ефикасности, осигуравајући да је енергија концентрисана тамо где је потребно и смањени губици.
Ово прецизно инжењеринг представља врхунац теоријског моделирања, техника материјала и нанофабризације, што показује како интердисциплинарна сарадња може донијети пробијање у напредним технологијама. Истраживачи верују да ове технике могу и надахнути будући развој у минијатуризованим оптичким круговима и фотонским сензорима.
Један од најперспективнијих аспеката овог ултракомпактног ласера је њен оперативни асортиман. Функционисање у региону Терахертз, између 30 микрометара и 3 милиметра, поравнава се са фреквенцијским спектром који се очекује за 6Г комуникационе системе. Његова компактна величина и мала потрошња енергије чине га идеалним кандидатом за интеграцију у следеће бежичне мреже - генерације, носивих уређаја, оптичких рачунарских платформи и друге технологије у настајању које захтевају мале, ефикасне изворе светлости.
Штавише, дизајн је свестран; Подешавањем величине зрака и константе решетке, ласер се може прилагодити слабили у другим таласним дужинама, укључујући у близини - инфрацрвене и видљиве светлости.
Ова флексибилност отвара нове могућности за истраживање и развој у интегрисаној фотоници и може довести до нове класе прилагодљивих, високих - перформанси, чинећи их погодним за медицинско снимање, еколошке и индустријске апликације.
Објављено у фотоници натуре почетком ове године, овај развој представља велику прекретницу у потрази за енергијом - ефикасним, минијатуризованим изворима светлости. Како је потражња за брже, поузданије бежичне комуникације и софистицираније оптичке технологије, решења попут НТУ ултраЦомпацт ласер могла би постати темељне компоненте дигиталне инфраструктуре.
Обраћајући се основном питању губитка светлости у минијатурним ласерским системима, истраживачи НТУ-а су утрли пут за практично, скалабилно и високо и високих: {{0} Перформансе Фотонски уређаји који могу редефинисати могућности следећег - генерација комуникационе и рачунарске технологије.
