211service.com
Tamsūs impulsai iš kvantinio taško lazerio
Kai galvojate apie lazerį, tikriausiai įsivaizduojate nuolatinį šviesos spindulį. Tačiau daugelis lazerių skleidžia neįtikėtinai intensyvius ir trumpus šviesos impulsus – šie impulsiniai lazeriai naudojami medicinos ir laboratoriniuose įrenginiuose bei pramoninėje įrangoje. Dabar mokslininkai sukūrė naujo tipo impulsinį lazerį, kuris naudoja kvantinius taškus, kad išspinduliuotų ne šviesos, o tamsos pliūpsnius – toks triukas gali būti naudingas optiniam ryšiui ir greitai cheminei analizei.
Vėl įjungti, vėl išjungti: Tamsus impulsinis lazeris, kuriame naudojami kvantiniai taškai, čia matomas kaip plona juostelė, pritvirtinta prie laidų.
Naująjį tamsaus impulso lazerį sukūrė Nacionalinio standartų ir technologijų instituto (NIST) ir tyrimų instituto JILA Boulder, CO mokslininkai. NIST lazeris skleidžia šviesą, perskirtą itin trumpais tamsos pliūpsniais. Pagalvokite apie tai kaip apie nuolatinių bangų lazerį, išskyrus su labai greitu užraktu, sako Ričardas Mirinas , NIST mokslininkas.
Šis užraktas sukuria tamsius impulsus, kurie trunka 90 pikosekundžių. Toks veikimo greitis galėtų padėti mokslininkams ištirti itin greitas chemines ir biologines reakcijas. Tamsių impulsų lazeris taip pat galėtų būti naudojamas šviesolaidinio telekomunikacijų schemoje, kur informacija būtų užkoduota kaip tamsūs impulsai, kurie paprastai gali nukeliauti didelius atstumus nepablogindami kokybės.
Impulsus generuoja kvantiniai taškai, esantys mikroschemoje, pagamintoje iš itin plonų puslaidininkių medžiagų sluoksnių. Periodinį intensyvumo sumažėjimą maždaug 70 procentų sukelia greičio, kuriuo kvantiniai taškai ir aplinkinės medžiagos sąveikauja su elektros srove ir viduje gaminamais fotonais, neatitikimas. Puslaidininkiniai lazeriai jau randami telekomunikacijų sistemose, DVD grotuvuose ir lazerinėse rodyklėse. Tačiau šis lazerio dizainas skiriasi tuo, kad tamsiems impulsams generuoti naudojami kvantiniai taškai – atomo dydžio struktūros, kurios skleidžia šviesą sužadintos.
NIST Mirin teigia, kad grupė iš pradžių norėjo sukurti ryškų impulsinį lazerį naudojant kvantinius taškus. Kvantiniai taškai gali būti naudojami gaminant įvairių spalvų lazerius. Pasirodo, atradimo procesas atvedė mus prie kažko įdomaus naudojant šią konkrečią [kvantinio taško] konfigūraciją, sako jis.
Dirkas Englundas , Kolumbijos universiteto elektrotechnikos ir taikomosios fizikos profesorius, teigia, kad NIST ir JILA mokslininkų sukurti tamsieji impulsai yra panašūs į gerai žinomas kvazidaleles, vadinamas tamsiais solitonais. Įprasti solitonai yra šviesos impulsai, perduodami per specialią optinę medžiagą, kuri neleidžia jiems išsisklaidyti arba prarasti energiją per atstumą. Tamsūs solitonai yra energijos trūkumas nuolatinio pluošto fone, sako Englundas.
Tačiau sunku sukurti tamsius solitonus, todėl telekomunikacijose ši technika nebuvo naudojama, sako Mirin. Sąranka yra sudėtinga ir kartais gaminamas tik vienas tamsus solitonas. Naujasis tamsaus impulso lazeris leidžia lengviau sukurti į solitoną panašų efektą, sako Mirin.
Nors neatrodo, kad šie tamsūs impulsai iš tikrųjų yra solitonai, sako Englundas, jie yra panašūs ir gali būti naudingi ryšių ir optinių matavimų srityse.
Dar per anksti žadėti, kad tamsūs impulsai sukels revoliuciją telekomunikacijose, sako Mirinas. Kadangi šiuolaikinėse ryšių sistemose naudojami ryškūs šviesos impulsai, optiniai skaidulos buvo sukurtos taip, kad sumažintų energijos, prarandamos dėl dispersijos, kiekį, o tai reiškia, kad tamsūs impulsai negali efektyviai sklisti palei esamą skaidulą. Tamsiems impulsiniams lazeriams reikės savo specialiai sukurto pluošto. Vis dėlto jis drąsina, kad kompaktiško ir patikimo tamsiųjų impulsų šaltinio atradimas gali atverti naujas tyrimų sritis.