日前，耶魯大學(xué)科學(xué)家創(chuàng)造了一種新型的硅激光器，它使用聲波來放大光線。
耶魯大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)副教授Peter Rakich領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究，他說：“在過去幾年，我們看到硅光子技術(shù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。我們開始看到這些技術(shù)進(jìn)入消費(fèi)品，使我們的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行得更快。我們還發(fā)現(xiàn)新的光子器件和技術(shù)，有望在生物傳感、片上量子信息等領(lǐng)域引起變革。”
技術(shù)核心
在跑道形狀激光器設(shè)計(jì)圍欄中放大光，在環(huán)形運(yùn)動(dòng)中捕獲光。跑道設(shè)計(jì)是創(chuàng)新的關(guān)鍵部分。在這種方式，我們可以將光放到最大，并提供發(fā)生激射的最大反饋。為了使用聲波放大光，硅激光器采用特殊結(jié)構(gòu)。本質(zhì)上，特殊結(jié)構(gòu)是一個(gè)納米級(jí)波導(dǎo)，旨在嚴(yán)格限制光波和聲波，并最大限度地發(fā)揮光波與聲波間的相互作用。這個(gè)波導(dǎo)的獨(dú)特之處在于，存在兩種不同的光傳輸通道。這使得我們能夠以相當(dāng)可靠、靈活的激光設(shè)計(jì)，影響光聲耦合。
在開發(fā)新的激光器中主要存在兩個(gè)挑戰(zhàn)：第一，設(shè)計(jì)并制造器件，這些器件中的放大超出損耗，第二指出這個(gè)系統(tǒng)的反直覺動(dòng)態(tài)。雖然該系統(tǒng)是光學(xué)激光器，但它也會(huì)產(chǎn)生非常連貫的超音速波。
進(jìn)展意義
研究人員表示，如果不使用這種結(jié)構(gòu)，使用聲波進(jìn)行的光放大將不可能在硅中實(shí)現(xiàn)。“我們所采用的光－聲相互作用此前并不真實(shí)存在這些光電路中，我們已經(jīng)將其轉(zhuǎn)化為在硅中的最強(qiáng)放大機(jī)制。現(xiàn)在，我們能夠?qū)⑵溆糜趲追N新的類型激光器技術(shù)中，這些技術(shù)中的任何一個(gè)在10年前都不存在。”
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