Микроскопические перестраиваемые лазеры

Есть резонаторы, которые используют в своей работе эффект шепчущей галереи.

Напомним, что в физике эффект шепчущей галереи, это помещение, в котором хорошо распространяется шепот вдоль стен, но не слышен в других частях. Особенно хорошо работает в круглых или эллиптических зданиях. Это связано с тем, что акустическая волна многократно отражается, а при замыкании формируется стоячая волна, которая прижимается к стенкам, физики называют ее мода шепчущей галереи (речь идет не о высокой моде, Милане, Париже).

Так вот, используя этот эффект создаются микролазеры, датчики, оптические переключатели. Все то же самое применимо и для электромагнитных волн оптического диапазона. Световая волна в сферическом резонаторе превращается в монохроматическое когерентное излучение при дополнительном воздействии на сам резонатор. Именно это излучение и есть лазер. Но такой лазер имеет строго определенную частоту из-за формы прибора.

Исследователи из Технологического института Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology), Германия, создали WGM-резонатор, который способен перестраивать частоту. Таким образом, они получили нанолазер, способен излучать свет с различными длинами волн. Это достигается при изменении размеров и форм гибкого основания, на котором установлен сам прибор. За счет растяжения основания увеличивается расстояние между двумя половинками диска резонатора и на выходе получается увеличенная длина световой волны лазера.

Диск такого резонатора диаметром в 25 микронов, а расстояние между двумя половинками – 2,5 микрон. Половинки дисков удерживают «ножки» — часть основания, изготовлены из эластомера, материала который поддается растяжению или сжатию. При минимальной ширине между половинок – спектр излучения лазера переходит в синюю область света, а диапазон регулировки длины волны света лазера – несколько микрометров, и это перекрывает весь видимый диапазон.

«Разработанная нами конструкция микролазера позволяет производить его «грубую» перестройку в очень широком диапазоне. Такого диапазона перестройки практически невозможно или очень трудно достичь при использовании WGM-резонаторов других типов. Кроме этого, процесс перестройки в нашем случае является полностью обратимым», — пишут исследователи, — «

В дальнейшем ученые из Германии планируют работать над расчетами и изготовлением перестраиваемых двойных WGM-резонаторов, а также над резонаторами с двумя входами и выходами. Это даст возможность использовать такие устройства в качестве оптических линий задержки для построения сложных оптоэлектронных систем в других областях применения.


Комментарии:

No Comments

Post a Comment