Naukowcy z KAIST stworzyli nowy system laserowy generujący wysoce interaktywne cząstki kwantowe w temperaturze pokojowej. Zespół opublikował niedawno swoje wyniki, zauważając, że przełom ten może doprowadzić do powstania systemów laserowych z pojedynczą mikrokawitacją, wymagających niższej energii progowej w miarę wzrostu strat energii.
Laser czerpiący ze strat energii
System stworzony przez naukowców świeci światłem przez pojedynczą mikrokawitę w kształcie sześciokąta, która została poddana modulacji strat w podłożu z azotku krzemu. System może generować laser polarytonowy w temperaturze pokojowej, co jest istotne, ponieważ ten rodzaj generacji zwykle wymaga temperatur kriogenicznych. Naukowcy odkryli również, że podczas gdy energia jest zwykle tracona podczas pracy lasera, nowy system zmniejszył ilość potrzebnej energii wraz ze wzrostem strat energii. Skąd wiadomo, że dochodzi do zwiększenia strat i zmniejszenia zapotrzebowania, a nie zmniejszenia strat? Otóż te określa się na podstawie generowanego ciepła.
Zobacz też: Wakacyjny konkurs w Orange – smartfony, vouchery i pieniądze za… doładowania
Wykorzystanie ich odkrycia może doprowadzić do rozwoju wysokoenergetycznych, niskoprogowych laserów, które mogą być wykorzystane w przyszłych kwantowych urządzeniach optycznych. Zespół zastosował koncepcję fizyki kwantowej znaną jako symetria parzystości-odwrócenia czasu. Pozwala to na wykorzystanie strat energii jako wzmocnienia, co może być wykorzystane do zmniejszenia energii progowej lasera dla klasycznych urządzeń optycznych i czujników. Może być również wykorzystana do kontrolowania kierunku światła. Kluczem do przełomu jest projekt i materiały. Sześciokątna mikrokawitacja dzieli światło na różne tryby, z których jeden przechodzi przez trójkąt skierowany ku górze sześciokąta, a drugi przez trójkąt skierowany ku dołowi. Oba tryby dla cząstek światła mają tę samą energię, ale nie oddziałują ze sobą.
Zobacz też: Game Pass na lipiec 2021 – Farming Simulator 19 to tylko jedna z nowości
Cząstki światła oddziałują z innymi cząstkami zwanymi ekscytonami, które są dostarczane przez sześciokątną mikrokawitę wykonaną z półprzewodników. W wyniku interakcji powstają nowe cząstki kwantowe zwane polaritonami, które oddziałują ze sobą, generując laser polaritonowy. Naukowcy odkryli, że poprzez kontrolowanie stopnia strat pomiędzy mikrokawitacją a podłożem półprzewodnikowym, energia progowa staje się mniejsza wraz ze wzrostem strat energii.
Źródło: SlashGear