Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pierwszy laser polarytonowy pompowany elektrycznie

jacu007 09 Jun 2014 12:28 1947 0
  • Pierwszy laser polarytonowy pompowany elektrycznie Choć laser wynaleziono już na początku lat 50 XX wieku, to dopiero dekadę później, gdy już skonstruowano diodę półprzewodnikową, można było w pełni wykorzystać jego możliwości. Dziś lasery są powszechnie stosowne w odtwarzaczach DVD, wszelkiego rodzaju czujnikach jak również w komunikacji światłowodowej.

    Teraz czeka nas być może kolejna rewolucja w tej dziedzinie, gdyż naukowcy z Uniwersytetu Michigan poinformowali, że udało im się otrzymać wiązkę światła podobną do laserowej, przy użyciu 250 razy mniejszej energii niż ma to miejsce w tradycyjnym laserze, a wszystko to w temperaturze pokojowej dzięki laserowi polarytonowemu.


    W typowym laserze światło lub prąd elektryczny jest dostarczany (pompowany) do materiału (zwanego ośrodkiem czynnym), zaprojektowanego tak, aby umożliwiać kwantowe wzmacnianie fotonów. Zanim zaczyna się pompowanie, elektrony w ośrodku czynnym znajdują się w stanie z najniższą energią (stanie podstawowym). Kiedy jednak przepływ prądu lub światło zaczynają je uderzać, elektrony przechodzą w stan o wyższej energii. Gdy w ośrodku jest już więcej atomów o wyższym stanie energetycznym (stanie wzbudzonym), zachodzi zjawisko inwersji obsadzeń poziomów energetycznych. W tym momencie światło lub przepływ prądu działające na materiał ma odwrotny efekt. Sprowadzają elektrony do stanu podstawowego powodując lawinową emisję promieniowania.



    Podczas swoich najnowszych badań, amerykańscy naukowcy stworzyli jednak pierwszy laser polarytonowy pompowany elektrycznie. Polarytony są kwazicząstkami będącymi kombinacją światła i materii.Składają się ze stanów fotonowych (cząsteczek światła) i ekscytonowych (połączenie elektronu, który ma ładunek ujemny, z dziurą o ładunku dodatnim). Ekscyton łączy się jednak z fotonem tylko pod warunkiem zaistnienia właściwych warunków: zbyt duża ilość światła lub prądu elektrycznego powoduje zniszczenie ekscytronu. Przy zapewnieniu właściwych warunków, wytworzone polarytony zaczynają się od siebie odbijać, dążąc do stanu swojej najniższej energii. Podczas tego procesu polarytony rozkładają się i uwalniają wiązkę światła.

    W laserze skonstruowanym na Uniwersytecie Michigan wykorzystano przeźroczysty półprzewodnik - azotek galu, do stworzenia konstrukcji, która zapewni idealne warunki do tworzenia polarytonów i emisji przez nie światła. Dostarczanie do całego systemu prądu elektrycznego wymaga obłożenia azotku galu elektrodami i warstwami luster. W części wcześniejszych projektów, elektrody umieszczano po zewnętrznych stronach luster, ale utrudniało to uzyskanie wystarczająco mocnego sygnału. Uczeni amerykańscy postanowili, więc umieścić lustra po bokach azotku galu a elektrody przenieść na górną i dolną powierzchnię półprzewodnika.

    Zespól wykazał, że uzyskany w takiej konstrukcji ultrafioletowy strumień został wytworzony z użyciem jednej milionowej wata, podczas gdy lasery stosowane w odtwarzaczach DVD zużywają jedną tysięczną wata.

    Laser polarytonowy, choć często tak nazywany, technicznie rzecz biorąc nie jest laserem. Skrót nazwy laser tłumaczony jest jako wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Wytworzone przez naukowców wiązki świetlne nie pobudzają emisji promieniowania, lecz stymulują rozpraszanie polarytonów. Ponieważ jednak nie bazują jak tradycyjne lasery na inwersji obsadzeń poziomów energetycznych nie wymagają energii początkowej na pobudzenie elektronów. Dzięki temu zużywają mniej prądu. Istnieje duża szansa, że jeżeli technologia ta się rozwinie może się ona stać bardzo poważną konkurencja dla dotychczasowych laserów.

    Źródło:
    http://www.iflscience.com/technology/new-laser-beams-take-250x-less-power-make

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    jacu007
    Level 22  
    Offline 
    Has specialization in: systemy mikroprocesorowe, raspberry pi
    jacu007 wrote 688 posts with rating 77, helped 0 times. Live in city Dąbrowa Górnicza. Been with us since 2007 year.