Инженеры-электрики изобрели самые маленькие нанолазеры

Инженеры-электрики изобрели самые маленькие нанолазеры

Команда исследователей из университета Калифорнии (Сан-Диего) создала два поразительных устройства. Первым устройством является самый маленький нанолазер, который имеется на сегодняшний день (имеющий комнатную температуру), а второе, более поразительное устройство — это высокоэффективный «беспороговый» лазер, который направляет все свои фотоны в когерентный свет, без каких-либо отходов, сообщает «The_Anonymous».

Для работы два новых лазера требуют очень мало энергии и это является очень важным прорывом, так как лазеры как правило, требуют всё больше и больше «прокачки» для генерации по сжиманию до нано размеров. Небольшой размер и очень низкое энергопотребление этих нанолазеров может сделать их очень полезными компонентами для будущих оптических схем внедряемых на крошечные компьютерные микросхемы.

Они полагают, что беспороговый лазер может также помочь учёным по развитию новых метаматериалов и искусственно структурированных материалов для работы с суперлинзами, которые могут быть использованы для обнаружения отдельных вирусов или «маскирующихся» молекул ДНК, которые искривляют свет вокруг объекта, чтобы сделать его невидимым.

«Все лазеры требуют определённой «прокачки» из внешнего источника, который излучает когерентный пучок света или излучает когерентный свет», — объяснил Ешайаху Файнман, профессор кафедры электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор нового исследования. Лазерный порог — это точка, где последовательная продукция больше, чем спонтанно произведённое излучение.

Чем меньше лазер, тем больше мощности ему необходимо для достижения точки излучения когерентного света. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи из «UC San Diego» разработали конструкцию для нового лазера, который использует квантовые электродинамические эффекты в коаксиальной нанополости, чтобы облегчить пороговое ограничение. Как и коаксиальный кабель подключённый к телевизору (только в гораздо меньших масштабах), резонатор лазера состоит из металлического стержня, окружённого кольцом с металлическим покрытием и квантовым источником из полупроводника. Хэджэвихэн и остальная часть команды построили беспороговый лазер путём изменения геометрии этой полости.

Новая конструкция также позволила им построить самый маленький нанолазер на сегодняшний день, имеющий непрерывное излучение и комнатную температуру. Новый коаксиальный нанолазер на порядок меньше, чем предыдущий, который бил все рекорды опубликованные в «Nature Photonics», два года назад. Размер этого устройства составляет почти половину микрона в диаметре — для сравнения, точка в конце этого предложения имеет размер почти 600 микрон в ширину.

«Эти высокоэффективные лазеры будут полезны в увеличении будущих вычислительных чипов с оптической связью, где лазеры будут использоваться для создания каналов связи между удалёнными точками на чипе. Потребуется только небольшое количество мощности для достижения излучения когерентного света и сокращения общего числа фотонов, необходимых для передачи информации», — сказал Файнман.

«Конструкция нанолазеров оказалась масштабируемой — это означает, что они могут быть уменьшены до ещё меньших размеров — чрезвычайно важная функция, которая позволяет собирать лазерный свет с наименьшей наноразмерной структурой», — отмечают исследователи. Эта функция в итоге может сделать их полезными для создания и анализа структуры метаматериалов с меньшим, чем длина волны света, которую испускают в настоящее время лазеры.

Файнман сказал, что другие приложения для новых лазеров могут включать в себя крошечный биохимический датчик и дисплей с высоким разрешением, но исследователи всё ещё занимаются разработкой теории того, как эти маленькие лазеры будут работать. Также они хотели бы найти путь для прокачки лазера электрическим способом, вместо оптического.

Соавторы «Беспорогового наноразмерного коаксиального лазера» — Мерседех Хэджэвихэн, Александар Симич, Майкл Кац, Джин Хуонг Ли, Борис Слуцкий, Амит Мизрахи, Виталий Ломакин и Ешайаху Файнман из департамента электротехники и вычислительной техники в «UC San Diego Jacobs». Нанолазеры изготавливаются на «NaNO3» средства университета. Исследование финансировалось исследовательским агентством «Defense Advanced Projects Agency», Национальным научным фондом, Центром интегрированных сетей доступа («CIAN»), «Cymer Corporation» и «U. S. Army Research Office».

Источник: theanonymous.ru

Похожие новости:
Нанолазеры скоро станут реальностью
Ученые и инженеры из Китая, США и Тайваня сконструировали и испытали плазмонный нанолазер. Уменьшая постепенно размеры обычных полупроводниковых лазеров, имеющих диэлектрический оптический резонатор, ученые смогли достичь невероятного дифракционного предела. Его формула - ~(λ/2n)3, где n является показателем преломления. Ученые ..
2012-07-31 1644 0 Технология
0
StarBlazer прогнозируют массовое внедрение умного дома
Пожалуй, самым необычным в новом прогнозе является утверждение о том, что в ближайшем будущем россияне смогут покупать готовые коробочные версии систем "умный дом", которые будут рассчитаны на определенные условия эксплуатации - на даче, в магазине, квартире, коттедже и т.д. Важнейшим ..
2013-07-12 1462 0 Технология
0
Медь помогла нанофотонике преодолеть дифракционный предел
Ученые из МФТИ впервые создали нанофотонные компоненты на основе меди, которые могут эффективно преобразовать свет в поверхностные электромагнитные волны. Это позволит обойти дифракционный предел, который накладывает ограничения на создание нанофотонных микросхем. Результаты исследования опубликованы в журнале ..
2016-02-19 1570 0 Технология
1
Новый лазер для высокоскоростной передачи данных
Инженеры-электрики, университета штата The University of Texas в Арлингтоне и университета University of Wisconsin-Madison, разработали новый лазер для встроенных оптических соединений, который увеличит скорость и энергетическую эффективность компьютера. Свои выводы они опубликовала в журнале Nature Photonics. Высотой всего 2 мкм, меньше ..
2012-07-25 2440 0 Технология
0
Физики создали самые точные в мире атомные часы
Физики из США и Сингапура создали самые точные на сегодняшний день атомные часы в мире. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Livescience. Новые часы могут ошибиться на одну секунду за 15 миллиардов ..
2015-04-23 2034 0 Технология
2
Siemens выпустил самые длинные ветряные лопасти
Концерн Siemens выпустил самые длинные роторные лопасти для ветряных турбин в мире. Длинна новинки составляет целых 75 метров. Своими линейными размерами каждая лопасть Siemens B75 практически сравнима с размахом крыльев авиалайнера Airbus A380. Начиная с этой ..
2012-08-8 2333 0 Технология
0
Иттербиевые атомные часы поставили рекорд стабильности
В Национальном институте стандартов и технологий (NIST) в США хранятся самые стабильные в мире часы. Они измеряют время благодаря колебаниям атомов иттербия, которые выполняют роль своеобразного маятника или метронома. Точность их настолько высока, что если бы часы завели в момент Большого ..
2013-08-25 1807 0 Технология
0
Физики создали самые холодные молекулы
Американские ученые создали самые холодные молекулы, охладив газ из натрия и калия (NaK) до 500 нанокельвинов. Об открытии сообщается в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает издание Live Science. Физики давно размышляют о том, как ведет себя материя при сверхнизких температурах. ..
2015-06-16 1757 0 Технология
1
Медики создали клей для склеивания костей
Шведские ученые заявили о создании уникального клея для костей, который позволит легко лечить даже самые сложные переломы. Сотрудники из Королевского технологического института работали над созданием уникального материала в течение 14 лет. Клей наносится на место перелома и затвердевает ..
2013-01-16 2516 0 Технология
0
Новая дата анонса смартфона Apple iPhone 5se
В глобальной сети распространились слухи о том, что вновь будет перенесена дата презентации новой модели смартфона компании Apple - iPhone 5se. Первоначально говорилось о 1 марта, затем о 15 марта и теперь называется следующая дата - 21 марта. Правда, сейчас источником слухов ..
2016-02-29 1321 0 Технология
0
Созданы новые атомные часы - самые точные во Вселенной
Созданы первые в мире атомные часы, ход которых определяется массой одного атома. По словам создателей новые часы не только являются самыми точными во всей Вселенной, но также способны заново определить эталонную массу килограмма. Как известно, сегодня самыми ..
2013-01-14 2563 0 Технология
0
В США создали самые стабильные в мире атомные часы
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) побили рекорд стабильности работы атомных часов. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!«Мы устранили критический тип шума в процессе работы часов, эффективно делая тактовый ..
2016-11-29 2525 0 Технология
0
Компания Bang & Olufsen представила новую аудиосистему
Компания Bang & Olufsen (B&O) представила свои новые колонки, в которых они использовали самые новые беспроводные технологии и новейшую платформу Wisa. Вместо того чтобы использовать Bluetooth или Wi-Fi в часто используемой полосе частот 2,4 ГГц, эта аудиосистема будет ..
2013-10-9 1241 0 Технология
0
Япония представила самый быстрый поезд в мире
В Японии запустили самый быстрый в мире поезд. Прежде, первой страной в списке самых быстрых поездов являлся Китай. Но начиная с 2011 года, компания по производству поездов Hayabusa представила самый быстрый поезд в мире с одноимённым названием. В настоящий ..
2014-10-17 2691 0 Технология
3
Система экологичной энергии появится на домах
Несмотря на самые распространенные технологии использования возобновляемых источников энергии, солнечных батарей и ветряных турбин, они по-прежнему имеют свои недостатки. Особенно, когда дело доходит до городской среды. Отсутствие пространства и опасения по поводу шума — это только две проблемы ..
2013-05-24 1296 0 Технология
0