Kayıp Enerjiyi Geri Dönüştürebilen Lazer Sistemi Geliştirildi

KAIST bilim insanları, oda sıcaklığında son derece etkileşimli kuantum parçacıkları üreten yeni bir lazer sistemi üretti. Ekip, yakın zamanda yeni teknolojiye dair bulgularını yayınladı ve atılımın enerji kaybı arttıkça daha düşük eşik enerjisi gerektiren tek mikro boşluklu lazer sistemlerine yol açabileceğini belirtti.

Oluşturulan yeni lazer sistemi, kayıp modülasyonlu bir silikon nitrür substrat ile işlenmiş tek bir altıgen şekilli mikro boşluktan bir ışık yayıyor. Sistem, oda sıcaklığında bir polariton lazer üretebiliyor. Bu tür bir üretimin tipik olarak kriyojenik sıcaklıklar gerektirdiği önemli olduğuna dikkat çekilmiş. Ekip ayrıca, yeni sistemin enerji kaybı arttıkça ihtiyaç duyulan enerji miktarını azalttığını keşfetmiş durumda.

Bu keşiften yararlanılarak gelecekteki kuantum optik cihazlar için kullanılabilecek yüksek enerjili ve düşük eşikli lazerlerin geliştirilebileceği düşünülüyor. Araştırmacılar lazer için kuantum fiziğinde parite-zaman ters simetrisi olarak bilinen bir kavram uyguladı. Bu, klasik optik cihazlar ve sensörler için lazer eşik enerjisini azaltmak kazanç olarak kullanılabileceği için enerji kaybının kullanılmasına izin veriyor.

Atılımın anahtarının ise tasarım ve malzemeler olduğu vurgulanmış. Altıgen mikro boşluk ışığı farklı modlara bölerken, biri altıgenin yukarı bakan üçgeninden, diğeri aşağı bakan üçgenden geçiyor. Işık parçacıklarının her iki modu da aynı enerjiye sahip olsa da etkileşime girmiyor.

Hafif parçacıklar, yarı iletkenlerden oluşan altıgen mikro boşluk tarafından sağlanan ve eksiton adı verilen diğer parçacıklarla etkileşime geçiyor. Etkileşim, polariton lazeri oluşturmak için birbirleriyle etkileşime giren ve polariton adı verilen yeni kuantum parçacıkları yaratıyor. Bilim insanları, mikro boşluk ile yarı iletken substrat arasındaki kayıp derecesini kontrol ederek, enerji kaybı arttıkça eşik enerjisinin küçüldüğünü buldu.

Diğer taraftan, sadece iki atom kalınlığındaki dünyanın en ince teknolojisinin geliştirildiğini hatırlatalım.