Группа ученых из Национального института стандартов и технологий США (NIST) разработала уникальную фотонную схему. С помощью нее можно генерировать лазерное излучение различных цветов на одном чипе. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Устройство работает на основе кремниевой подложки, на которую последовательно нанесены несколько слоев материалов. Слой диоксида кремния и ниобата лития изменяет цвет проходящего через него света. Металлические элементы позволяют управлять этим изменением с помощью электричества. А верхний слой из пентаоксида тантала преобразует лазерный луч в широкий спектр видимых цветов и невидимых инфракрасных лучей.
Благодаря трехмерной структуре, свет эффективно перемещается между слоями устройства, сочетая в себе свойства тантала и ниобата лития. На небольшом чипе размером с подставку для кружки испытатели расположили около 50 микрочипов, каждый из которых содержит 10 тыс. крошечных фотонных схем, способных излучать свет разных цветов.
Новация призвана упростить и удешевить создание лазеров с конкретными цветами, которые необходимы для передовых устройств: например, квантовых компьютеров и атомных часов. Так, для работы с атомами рубидия нужен красный лазер определенной длины волны, а для атомов стронция — синий. Сейчас такие лазеры громоздки и потребляют много энергии: это ограничивает применение квантовых технологий лишь несколькими лабораториями. Интегрируя лазеры в схемы на чипах, специалисты надеются сделать такие технологии дешевле и портативнее.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как в Томске разработали новые подходы к созданию «умных» тканей.
