Ученые из Японии предложили конструкцию нанолазера на квантовой точке

Поведение спектральных линий при различных режимах работы созданного наноустройства. (кликните картинку для увеличения)

Поведение спектральных линий при различных режимах работы созданного наноустройства. (кликните картинку для увеличения)

10.12.2010 (11:35)
Просмотров: 3363
Рейтинг: 2.00
Голосов: 2

Теги:
нанолазер, квант, точка, свет, лазер, оптика,
Технология >> Нанотехнология






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Японские ученые показали, что сильное взаимодействие света и вещества в случае с квантовыми точками позволяет добиваться когерентных осцилляций. Таким образом, отдельные квантовые точки могут служить основой для производства нанолазеров.

Лазеры наноразмера в большинстве своем состоят из оптического резонатора, характерные измерения которого имеют порядок величин сравнимый с длиной волны излучения, а также эмиттера одного единственного фотона. Атомная оптика уже смогла достичь того уровня, когда был создан наноисточник лазерного излучения, состоящий всего из одного атома газа, «захваченного в ловушку». Но вопрос, можно ли повторить это достижение с помощью материалов в твердых агрегатных состояниях, до сих пор оставался без ответа.

Оказалось, что это возможно. Такой ответ дали на животрепещущий вопрос ученые из Японии, предложившие скомбинировать полупроводниковую квантовую точку с оптическим резонатором из полупроводникового же фотонного кристалла.

Известно, что фотонный кристалл – это повторяющаяся в пространстве структура (с повторяющимся изменением оптических свойств) с характерным периодом порядка длины волны излучения. Фотонные кристаллы могут использоваться для управления отдельными фотонами. В частности, фотоны могут сосредотачиваться в пространстве при помощи дефекта такого кристалла, функционирующего как небольшой оптический резонатор.

В свободном пространстве взаимодействие фотонов и квантовых точек нельзя назвать сильными. Однако это взаимодействие может быть значительно увеличено за счет сосредоточения фотонов вокруг квантовой точки в объеме, равном кубу длины волны излучения. Это будет происходить за счет квантовых электродинамических явлений. На этом принципе и построен новый лазер, состоящий фактически, из одной квантовой точки.

Исследования Японских ученых показали, что при отсутствии взаимодействия между собой, оптический резонатор (представляющий собой фотонный кристалл) и квантовая точка из InGaAs показывают спектр фотолюминисценции. Если квантовая точка и оптический резонатор «спарены» таким образом, чтобы приводить к резонансу, на спектре произойдет расщепление линий. В результате такого взаимодействие поле оптического резонатора создает экситон-поляритонное состояние.

После увеличения мощности накачки, экситон-поляритонный дуплет превращается в один единственный пик на спектре. Ученые показали, что переход от экситон-поляритонного состояния к излучению когерентного света необратим. Подобное поведение спектральных линий не так давно было предсказано в теоретических работах.

Таким образом, своими экспериментами группа из Токийского Университета, фактически, продемонстрировала нанолазер, функционирующий за счет одной единственной квантовой точки, доказав, тем самым, принципиальное существование нанолазеров на базе веществ в твердых состояниях. Естественно, исследования в этом направлении продолжатся.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное

http://xorekmebel.ru/ раскладушка пуф на металлокаркасе с матрасом кровать.



Rambler's Top100