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 1301 0 Технология
0
Учёные изобрели новый процесс очистки природного газа
Учёные изобрели новый процесс для очистки природного газа от примесей . Этот процесс может иметь большое значение для газовой промышленности. Поль Уэбли, учёный из университета Мельбурна утверждает- "Многие месторождения природного газа содержат избыток углекислого газа, ..
2012-11-9 2052 0 Технология
0
В Белоруссии изобрели уникальный чехол для мобильника
Белорусские ученые разработали защитный чехол для мобильника, подставку для ноутбука и даже галстук, которые защищают человека от электромагнитных излучений, передает МТРК «Мир». Профессор кафедры защиты информации Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники Тимофей Борботько рассказал, в изделие ..
2012-01-3 2060 0 Технология
0
Иженеры изобрели "увеличитель движений"
Инженеры из Массачусетского технологического института научились избирательно увеличивать на видео отдельные движения, что позволило им рассмотреть в кадре ранее незаметные перемещения. Сообщение об этом приводится на сайте института. Разработанный алгоритм раскладывает исходное видео на разные уровни детальности (строит пирамиду ..
2012-06-23 1167 0 Технология
0
Инженеры смогли создать микробную батарею
Инженеры из Стэнфордского университета разработали новый способ получения электричества из сточных вод. Инженеры выяснили, что обычные водные микробы могут быть использованы как мини-электростанции. Инженеры Крейг Кридле и Син Се, свое изобретения назвали «микробной батареей». Инженеры планируют использовать свое ..
2013-09-18 1135 0 Технология
0
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 1965 0 Технология
0
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 1850 0 Технология
0
Ученые изобрели самую маленькую микросхему
Команда из международных ученых разработали одну из самых маленьких в мире микросхем – она сформирована двумя проводами, которые разделены 150 атомами или 15 нанометрами (нм). Супер-маленький прототип, как предполагается, окажет значительный эффект на скорость и мощность цепей в целом ряде устройств включая ..
2011-12-9 1662 0 Технология
0
Ученые создали искусственную кожу из нанотрубок
Ученые Стэнфордского университета изобрели  искусственную кожу, которая ощущает нажатия, щепотки и прикасания. Датчики, изготовлены из силиконовой пленки и матрицы жидких углеродных нанотрубок обеспечивают возврат материала в его первоначальную форму, не смотря на количество проделанных над ним действий.  В сжатом виде, прохождение ..
2011-10-27 2008 0 Технология
0
В США изобрели саморасплавляющиеся электрические цепи
Ученые Технологического института Джорджии придумали метод, позволяющий создавать электрические цепи, которые расплавлялись бы через несколько часов работы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nanoscale, краткое изложение приводит портал Gizmodo. Авторы использовали электронный микроскоп, ..
2015-09-30 1106 0 Технология
-1
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 1157 0 Технология
0
Инженеры научили поддельные отпечатки пальцев чувствовать текстуру и звук
Инженеры из Южной Кореи научили искусственные отпечатки пальцев чувствовать текстуру поверхностей и воспринимать звуковые колебания. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science Advances, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News.В своей работе ..
2015-11-01 993 0 Технология
0
Швейцарские инженеры научились создавать изображения из бликов
Инженеры из Федеральной политехнической школы в Лозанне научились создавать изображения с помощью каустик - бликов, образующихся в результате отражения или преломления света на криволинейных поверхностях. Результаты работы были представлены на конференции, ее подробности приводятся на специальном сайте политехнической школы. Исходно авторы ..
2012-11-13 1222 0 Технология
0
Японцы изобрели особые очки для похудения
Японские ученые из Токийского университета разработали специальные очки, которые помогают своим владельцам похудеть. Изобретенные профессором Мичитакой Хиросе и его командой очки зрительно увеличивают или уменьшают пищу, которую ест человек, примерно на 50%, в то же время сохраняя нормальные пропорции ..
2012-04-22 1784 0 Технология
0
Ученые разработали наноимплант, мониторящий состояние пациента
Южнокорейские инженеры создали носимый «умный пластырь», который диагностирует состояние человека и впрыскивает лекарства под кожу. Обзор устройства опубликован 30 марта в Nature Nanotechnology. Когда пациенты принимают жизненно необходимые препараты, многое может пойти не так: всегда ..
2014-04-01 1293 0 Технология
0