Šveicarijos ETH-Zurich instituto fizikai sukūrė naujo tipo lazerį, pralenkusį anksčiau galiojusius stereotipus: dabar tai yra mažiausias pasaulyje elektriškai valdomas lazeris, kuris ateityje gali lemti integrinių lustų technologijos revoliuciją.
Nuo idėjos sugalvojimo iki jos įgyvendinimo mokslininkai užtruko daugiau kaip pusantrų metų. ETH Zurich instituto kvantinės optoelektronikos grupės doktorantas Christophas Waltheris kartu su keturiais kolegomis visgi sugebėjo sukurti mažiausią pasaulyje lazerį. Jo ilgis vos 30 mikrometrų, arba 30 milijonųjų vieno metro dalių. Aukštis - 8 mikrometrai, o spinduliuojamos bangos ilgis - 200 mikrometrų. Taigi šis lazeris yra gerokai mažesnis už jo paties skleidžiamos šviesos bangos ilgį - šis pasiekimas taip pat yra pirmasis pasaulyje. Įprastiniais lazeriais to pasiekti negalima, nes rezonatoriuje turi pakakti erdvės šviesos bangų virpesiams išgauti. Virpesiai generuojami panašiu principu, kaip ir garsas gitaroje - bangos sklinda pirmyn ir atgal tarp dviejų atspindinčių paviršių. Toks principas veikia tik tada, kai atspindinčio paviršiaus matmenys yra didesni už bangos ilgį, todėl įprastiniai lazeriai turi griežtai apibrėžtus minimalius galimus matmenis.
Tačiau mokslininkai nesusitaikė su tokia „neįveikiama“ dydžio riba. „Ribą peržengti sugebėjome sukūrę visiškai naują lazerio koncepciją“, - sako Christophas Waltheris.
Elektronikos įkvėptas išradimas
Projektuodamas naują lazerį, Christophas ir keletas kitų jo kolegų, padedami ETH Zurich instituto kvantinės elektronikos padalinio vadovo Jérôme'o Faisto, pasitelkė elektronikos principus. „Užuot naudoję optinius rezonatorius, panaudojome elektrinį rezonansinį grandyną, kurį sukonstravome iš induktoriaus ir dviejų kondensatorių“, - aiškina Waltheris. Spinduliui generuoti reikalinga energija sėkmingai „uždaroma“ šiame grandyne, o rezonanso efektas atsiranda dėl elektrinėje grandinėje vykstančių elektromagnetinių virpesių.
„Tai reiškia, jog kuriamos bangos ilgis yra neribojamas rezonatoriaus dydžio. Iš esmės teoriškai tokį įtaisą galima sėkmingai mažinti ir toliau“, - sako Waltheris. Tokia mikrolazerių perspektyva labai domina integrinių lustų gamintojus, kadangi mikrolazerius būtų galima panaudoti kaip alternatyvą tranzistoriams. „Jei sugebėtume tranzistoriaus funkcijas atkartojančius lazerius sumažinti iki jo matmenų, ateityje galėtume gaminti naujos kartos elektrooptinius lustus, pasižyminčius itin dideliu elektroninių ir optinių komponentų tankiu“, - priduria specialistas. Kurti tokias mikroschemas aktualu siekiant padidinti mikroprocesorių duomenų mainų spartą.
