Физики из РФ создали микролазеры размером с пылинку

Научная группа из Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» представила технологию, позволяющую создавать микролазеры диаметром всего 5–8 микрометров, которые демонстрируют стабильную работу без необходимости в охлаждающих системах. Новое решение, пригодное для интеграции в микросхемы, основано на использовании физического эффекта, известного как «шепчущая галерея». Об этом сообщили в пресс-службе НИУ ВШЭ.


Суть явления заключается в способности волн распространяться вдоль криволинейных поверхностей с минимальными потерями. По аналогии с акустическим эффектом, при котором звук может свободно передаваться вдоль стен соборов, свет в подобной оптической структуре многократно отражается внутри микрорезонатора, не теряя интенсивности. Это обеспечивает высокую эффективность даже при миниатюрных размерах.

Как пояснил Эдуард Моисеев, представляющий петербургское подразделение ВШЭ, ключом к успеху стало не только использование «оптического шепота», но и разработка буферного слоя, снижающего механические напряжения. Он состоит из особой комбинации нитрида алюминия и нитрида алюминия с галлием, структура которого постепенно изменяется по глубине, что позволяет значительно сократить утечку света и стабилизировать работу устройства.

Проект направлен на решение одной из главных задач современной оптоэлектроники — создание эффективных и компактных источников света для использования в миниатюрных электронных системах. Малые размеры лазеров долгое время ограничивались трудностями удержания фотонов в пределах резонатора. Новая технология успешно преодолела этот барьер.

Эксперименты подтвердили, что разработанные прототипы демонстрируют надёжную работу в обычных температурных условиях, не уступая по характеристикам более крупным аналогам. Это открывает путь к внедрению таких лазеров в различные компактные приборы, включая элементы будущих интегральных схем.

По словам заведующей Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники Натальи Крыжановской, новая технология создаёт основу для разработки более энергоэффективных и миниатюрных оптоэлектронных устройств, которые смогут найти применение в самых разных сферах, от связи до медицинских сенсоров.

Читайте также: