Учёные создали самый миниатюрный в мире лазер с синим излучением

Исследовательская группа из университета ИТМО совместно со специалистами Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ сообщила о создании самого компактного в мире лазера, работающего в синем спектре. Это устройство открывает возможность производства дисплеев с беспрецедентно высокой детализацией — такой, которую ранее считали недостижимой с технической точки зрения. Потенциальные области применения технологии охватывают системы дополненной реальности, квантовые вычислительные модули и миниатюрные датчики.


По словам Дениса Баранова, руководителя лаборатории Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, объем созданного нанолазера составляет всего 0,005 мкм³. Это примерно в тринадцать раз меньше куба, равного длине волны его собственного излучения, что является абсолютным рекордом для синей области спектра. Основой лазера служит микроскопический перовскитовый куб, синтезированный в растворе химическими методами и имеющий размеры около 195 × 190 × 145 нанометров. Эта частица закреплена на серебряной подложке, которая отражает и усиливает световые колебания внутри структуры.

Главным научным прорывом стало преодоление дифракционного предела — закона, который долгое время считался непреодолимым препятствием для создания источников света меньших размеров, чем длина их волны. Разработанная установка работает на механизме поляритонов, представляющих собой гибриды света и вещества. Благодаря этому генерация лазерного излучения запускается без необходимости преодолевать высокий порог возбуждения, характерный для традиционных лазерных систем.

Устройство основывается на принципах поляритонного лазера, где экситоны образуют устойчивую связь с локализованным светом внутри наночастицы. Такое взаимодействие снижает энергозатраты и позволяет значительно упростить конструкцию. Высокое качество кристаллической структуры перовскита и тщательно настроенные резонансные свойства обеспечили новому нанолазеру лидирующие характеристики среди аналогов, работающих в синей области спектра.

На текущем этапе устройство успешно функционирует при низких температурах — порядка 80 К (около минус 193°C). Следующей задачей для научной команды станет обеспечение стабильной работы при комнатных условиях, что откроет путь к практическому использованию технологии в массовых устройствах.

Источник: iz.ru