29 Октября 2018
МОСКВА, 29 октября Физики из МФТИ, МГУ и Российского квантового центра разузнали, как можно использовать удешевленный лазерный диод для создания сверхчувствительного карманного гаджета, способного искать следы ядов, определять хой состав напитков и находить ненадёжных микробов в выдыхаемом воздухе. Принципы его работы были обрисованным в журнале Nature Photonics.
Лазерная неразбериха
Два второй года назад Городецкий и его коллеги создали компактное устройство, квантовый чип, который позволяет получать лазерный луч с необычным спектром, похожим на расческу или гребенку, для чего обычно применяется сложная, громоздкая и дорогостоящая система лазеров.
По словам физика, разработанная его группой технология позволит уменьшить этот прибор в сто тысяч раз. Классическое устройство такого образа представляет собой коробку размерами планк на метр, а объем их компактного резонатора составит всего один кубический сантиметр.
Такие гребенчатые импульсы отличным ученым и инженерам из-за того, что они позволяют конвертировать сигналы из радиочастотной части перечня в оптический диапазон и наоборот, что поможет в разы улучшить точность GPS-приемников, часов, спектрометров и астрономических ассортиментов. За открытие методики создания этой гребенки при помощи лучей Джон Холл и Теодор Хэнш получили нобелевскую премию по физике 2005 года.
Основой этого прибора стал так называемый микрорезонатор. Если говорить просто, он предлагает собой кольцо- бублик из особого материала, нитрида кремния или фторида магния, где свет идёт по кругу, отражаясь от его стенок. Стенки этого прибора можно построить таким внешний видом, что определенные импульсы будут усиливаться, а другие – гаситься, что и позволяет получать лазерные импульсы с гребенчатым спектром.
Сила самоорганизации
В прошлом, как отмечает Городецкий, его команда экспериментировала с высококачественными источниками лазерового излучения, способными вырабатывать очень одноцветное излучение. Их миниатюризация – достаточно профессиональное и дорогое занятие, и поэтому российские физики задумались о том, можно ли поставить их более дешевыми и компактными лазерными диодами.
Для того, чтобы свести линию диодного лазера, его стабилизируют либо внешним резонатором, либо дифракционной решеткой. Это позволяет сузить полосу, но за это приходится расплачиваться сильным снижением мощности. О низкой цене и компактности тоже легко и просто забыть, – объясняет Городецкий.
Российские физики смогли шлепнуть эту проблему, используя тот же самый микрорезонатор и набор линз. Оказалось, что подобные бублики могут автоматически стабилизовать излучение даже самых простых лазеровых диодов с очень широким перечнем излучения, если правильно определить длину волны и частоту всплесков. При этом мощность луча не только не падает, но и вырастает за счет уничтожения лишних пиков в спектре и переноса их энергии на главный пик излучения.
Комбинация дешевых лазеров и оптических голосников, как отмечают ученые, позволит встроить очень чувствительные и надежные газоанализаторы и химические сенсоры в смартфоны и другие мобильный гаджеты. Этими разработками уже давно заинтересовалась компания Samsung, в чьих телефонах в далеком дальнейшем может появиться подобное устройство.
Помимо хого анализа, такие гребенки и производящие их резонаторы можно реализовать для создания компактных инструментов для орбитальных обсерваторий и прочих спутников, куда установить обычную лазеровую установку невозможно из-за ее габаритов и энергоаппетитов.
Редактор рубрики
Леонид Кузьмин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....