Исследователи Высшей школы экономики в Санкт-Петербурге разработали микролазеры диаметром всего 5-8 мкм, что сопоставимо с размерами человеческого эритроцита. Устройства функционируют при комнатной температуре без необходимости в системах охлаждения. Об этом сообщили в пресс-службе университета.
Конструкции основаны на кристаллах из соединений индия, галлия, азота и алюминия. По словам ученых, они применили эффект шепчущей галереи для минимизации потерь излучения и эффективного удержания света в таком малом объеме.
Это явление известно в акустике: в некоторых храмах и соборах можно прошептать слова у одной стены, и звук будет отчетливо слышен у противоположной стены, несмотря на то, что в обычных условиях звук не распространился бы на такое расстояние. Аналогичный эффект позволяет свету многократно отражаться внутри дискового микролазера, благодаря чему потери минимизируются.
Как отметили исследователи, предотвращение утечек света через подложку стало одним из технологических вызовов при создании микролазеров. Для решения этой задачи команда применила ступенчатый буферный слой, который одновременно компенсирует механические напряжения между кремнием и активными слоями и препятствует потерям излучения. Это позволило обеспечить стабильную работу лазеров даже при минимальных размерах.
Разработка ориентирована на интеграцию с современными микросхемами и сенсорными системами. Как отметили исследователи, микролазеры будут также полезны в области квантовых технологий. «В будущем такие устройства позволят создавать более компактные и энергоэффективные оптоэлектронные приборы», – уточнила заведующая Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники ВШЭ в Санкт-Петербурге Наталья Крыжановская.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Письма в Журнал технической физики».
Ранее Наука Mail писала, что ученые нашли объяснение тяжелым инфекциям при митохондриальных болезнях.