Każdy laser potrzebuje izolatora, aby powstrzymać odbicia wsteczne od wystąpienia i destabilizacji lasera. Nasze urządzenie ma implikacje dla codziennych obliczeń, ale może również wpłynąć na technologie następnej generacji, takie jak obliczenia kwantowe. wyjaśnia Alexander White
Czytaj też: Ta “woda” nigdy nie zamarza. Odkryto nowy stan kwantowy
O ile w, nazwijmy to, normalnej skali rozwiązaniem tego problemu jest wykorzystanie dużych rozmiarów urządzeń opartych na magnetyzmie do blokowania odbijających się wiązek, tak w mniejszej poziom trudności okazuje się nieco wyższy. Do tego stopnia, że taka izolacja pozostawała jednym z największych wyzwań w fotonice.
O szczegółach całej sprawy czytamy w Nature Photonics. Dlaczego nowy, nanoskalowy izolator prezentuje się tak ciekawie? Choćby ze względu na fakt, że nie wymaga żadnych zewnętrznych wejść, zaawansowanej elektroniki ani magnesów. Poza tym można go wykonać z materiału opartego na półprzewodnikach i produkować z użyciem technologii pozwalających na masową produkcję.
Izolatory pomagają zabezpieczyć lasery przed uszkodzeniami
W jego skład wchodzi azotek krzemu, czyli związek chemiczny oparty na krzemie – bardzo popularnym i powszechnie stosowanym półprzewodniku. Testowany izolator ma kształt pierścienia, a kiedy wiązka lasera przez niego przelatuje, to fotony zaczynają wirować wokół w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Jednocześnie odbita wiązka trafia z powrotem do pierścienia w przeciwnym kierunku, wirując w sposób przeciwny do ruchu wskazówek zegara.
Czytaj też: Ten laser pozwoli zajrzeć głębiej z mniejszą energią. Przełom w mikroskopii
Ostateczny rezultat jest taki, jakiego się oczekuje: niepożądane i szkodliwe dla lasera światło zostaje zneutralizowane. W obecnej, prototypowej wersji, naukowcom udało się połączyć dwa izolatory pierścieniowe tak, by uzyskać wyższą wydajność. W ramach dalszych badań zamierzają oni zaprojektować izolatory działające dla różnych częstotliwości światła oraz wykazujące inne zastosowania bądź wyższą wydajność.
