Calea către senzori compacți este deschisă

Dispozitivul dezvoltat constă în microrezonatoare optice de înaltă performanță, care pot deveni baza pentru crearea de senzori extrem de sensibili, microlasere compacte și componente pentru sisteme fotonice cuantice.

Rezultatele cercetării au fost publicate în revista Applied Physics Letters. „Pistă de curse” microscopică În cadrul cercetării, oamenii de știință au creat microrezonatoare optice în formă de „pistă de curse” care pot capta și amplifica lumina într-un mod extrem de eficient.

O inovație cheie a fost utilizarea unor curbe netede inspirate din construcția de drumuri, care minimizează pierderea de energie și păstrează fotonii în dispozitiv pentru mai mult timp. Dispozitivele au fost fabricate cu o precizie sub nanometrică folosind litografia cu fascicul de electroni într-o cameră curată.

Materialul utilizat pentru rezonatoare a fost sticla chalcogenidă, un material semiconductor specializat cu transparență și neliniaritate ridicate.

Trebuie remarcat faptul că prelucrarea sticlei calcogenice este foarte dificilă din cauza durității reduse a materialului și a sensibilității sale ridicate la zgârieturi. Testarea cu lasere a confirmat calitatea ridicată a dispozitivelor, evidențiată de vârfurile de rezonanță adânci și înguste ale semnalului. Un microrezonator este o structură microscopică concepută pentru a capta lumina într-un spațiu mic.

Pe măsură ce circulația luminii se acumulează, intensitatea acesteia crește.

Atunci când intensitatea atinge un nivel suficient, oamenii de știință pot efectua experimente optice speciale pentru a studia funcțiile senzoriale și alte funcții avansate ale dispozitivelor. Tehnologie extrem de promițătoare Autorii studiului sunt încrezători că tehnologia dezvoltată va găsi aplicații în multe domenii. „Lucrarea noastră urmărește să utilizeze mai puțină energie optică cu ajutorul acestor rezonatoare pentru aplicații viitoare.

Multe componente fotonice precum laserele, modulatoarele și detectoarele sunt în curs de dezvoltare.

Microrezonatoarele precum ale noastre vor contribui la reunirea tuturor acestor elemente”, a declarat Bright Lu, doctorand în anul al patrulea la Universitatea din Colorado. Tehnologia bazată pe microrezonatori optici ar putea constitui baza unei noi generații de dispozitive compacte, cum ar fi microlasere, senzori chimici și biologici extrem de sensibili și instrumente pentru metrologia cuantică.

Obiectivul principal al cercetătorilor este de a crea soluții scalabile care să poată fi produse la scară industrială în viitor.