Используя недавно разработанный волновод, ученые Йельского университета создали способ значительно увеличить мощность лазерного излучения на кремниевом чипе, повышая ее с помощью звуковых волн. Исследователи полагают, что новое устройство может иметь практическое применение, в том числе для создания более эффективной волоконно-оптической связи и улучшения качества сигнала.
По мнению исследователей, усиление световых сигналов непосредственно на кремниевом чипе — это реализация цели, к которой стремились в течение многих лет исследователи по всему миру, пытавшиеся создать такие гибридные технологии, но они никак не могли достичь нужной эффективности усиления света, который был ниже уровня, приемлемого для практического применения. В Йельском университете ученые утверждают, что решили эту проблему, создав устройство, которое активно предотвращает рассеивание света и звука.
«Кремний является основой практически всех микрочипов», — рассказал Петр Ракич, доцент кафедры прикладной физики в Йеле: «Умение сочетать свет и звук в кремнии позволяет контролировать и обрабатывать информацию по-новому.»
Новое устройство использует усиление Бриллюэна, где лазерный луч направлен в один конец волновода в направлении, противоположном направлению светового сигнала. Это генерирует звуковые волны в качестве акустических фононов (колебательные движения энергии, в котором молекулы равномерно колеблятся на одной частоте).
Затем звуковые волны механически разбрасывают лазерным лучом, тем самым позволяя входящему световому сигналу стимулировать выброс так непреодолимой лавины входящих фотонов.
Исследователи считают, что новая модель разработки будет пригодна для практического и коммерческого применения в ряде областей.
«Выяснить формы такого взаимодействия без потери усиления — настоящий вызов для нас», — сказал Эрик Китлаус, аспирант Йельского университета: «С точным контролем над светозвуковым взаимодействием мы сможем создавать устройства для непосредственного практического использования, включая новые типы лазеров.»
«Мы рады способствовать продвижению этих новых технологий, и очень рады, тому что будет в будущем», — сказал Хайдек Шин, бывший сотрудник лаборатории Ракич, ныне профессор Университета науки и технологии в Корее.
