Микроскопические перестраиваемые лазеры

27.09.2017

Резонаторы, использующие в своих целях так называемый эффект шепчущей галереи (whispering gallery mode, WGM), уже используются некоторое время для создания микролазеров, датчиков, оптических переключателей, маршрутизаторов и т.п. Эти крошечные устройства используют явление, подобное акустическому эффекту, возникающему в круглых помещениях, таких, как некоторые соборы, музеи и художественные галереи. Распространение, отражение, наложение и фокусировка звуковых волн в таких помещениях позволяет четко услышать на его одной стороне то, что было произнесено шепотом на противоположной стороне.

Подобный эффект может наблюдаться и по отношению к электромагнитным волнам оптического диапазона. Когда свет запускается внутрь и храниться внутри активного сферического резонатора, на этот резонатор можно оказать дополнительное воздействие, что превратит его в источник монохроматического когерентного излучения, в лазер, другими словами. Однако, параметры WGM-резонатора, как и резонаторов других типов, определяются материалом и размерами устройства, в первую очередь, и некоторыми другими параметрами, в другую. Поэтому лазер, созданный на основе такого резонатора, может излучать свет, имеющий строго определенную частоту, которая напрямую зависит от резонансной частоты устройства.

Тем не менее, исследователям из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology), Германия, удалось создать WGM-резонатор с перестраиваемой частотой, который является основой перестраиваемого нанолазера, лазера, способного излучать свет с различными длинами волн. Настройка резонатора производится путем изменения размеров и формы гибкого основания, на котором он установлен. Растяжение этого основания увеличивает расстояние между двумя половинками диска резонатора, что приводит к увеличению длины волны излучаемого лазером света.

Диск WGM-резонатора имеет диаметр 25 микронов, а его половинки разделены промежутком в 2.5 микрона. Половинки диска удерживается в пространстве двумя "ножками", которые являются частью пластикового основания, изготовленного из эластомера, материала, поддающегося сжатию или растяжению. При минимальной ширине промежутка, разделяющего половинки диска резонатора, спектр излучения лазера смешается в область синего света, а диапазон регулировки длины волны света лазера составляет несколько микрометров, что перекрывает весь видимый диапазон.

<< Назад: Усилитель сигнала 4G Wilson Electronics weBoost Drive Sleek 28.09.2017

>> Вперед: Детектор поддельного алкоголя 27.09.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Измерено квантирование времени 16.07.2025 Представление о времени как о непрерывном потоке - одна из основ классической физики и повседневного мышления. Однако квантовая механика вновь бросает вызов привычным догмам. Новое исследование, проведенное международной командой физиков из Германии, Франции и Испании, позволяет взглянуть на время под совершенно иным углом. Впервые в истории удалось экспериментально зафиксировать явление, которое ранее считалось невозможным: квантование времени. Основу эксперимента составило наблюдение за "временными кристаллами" - это структуры, чья упорядоченность проявляется не в пространстве, как в обычных кристаллах, а во времени. Для создания таких кристаллов ученые использовали ионные цепочки, охлажденные до сверхнизких температур, и подвергли их воздействию периодического лазерного поля. Это позволило добиться строго ритмичных изменений в состоянии системы, происходящих лишь через точно определенные временные интервалы. Таким образом, исследователи зафиксировали поведение, не укладывающееся в рамки классического описания времени. Вместо плавного и непрерывного течения, время в этих условиях проявляло себя как набор дискретных "скачков" - состояний, сменяющих друг друга ступенчато, словно кадры на пленке. По сути, это означает, что время в таких системах квантуется, подобно энергии или импульсу в атомной физике. Сам факт того, что подобное возможно, оказался значительным прорывом. Ведь по законам традиционной физики квантование времени быть не должно. Именно поэтому эксперимент вызвал живой отклик в научном сообществе: он подрывает представления о времени как о гладкой координате и открывает путь к новому пониманию его природы. Одним из наиболее перспективных направлений, которые открываются благодаря этому открытию, считается разработка сверхточных квантовых часов. Кроме того, ученые полагают, что управление квантованными временными интервалами может лечь в основу новых поколений квантовых компьютеров, способных работать с более стабильной синхронизацией. Как подчеркивают участники проекта, эксперименты продолжаются: исследователи надеются детальнее изучить границы и поведение квантового времени. Пока многое остается неизвестным, но уже сейчас ясно, что мы только начинаем открывать глубинные свойства самой ткани реальности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026