Les chercheurs ont utilisé une membrane semi-conductrice perforée comme support évolutif.
Les ingénieurs ont pris comme base de l'appareilune membrane de phosphure d'arséniure de gallium et d'indium de 200 nm d'épaisseur. Ce semi-conducteur est utilisé dans les fibres optiques et les appareils de télécommunication. Les scientifiques ont gravé sur la plaque par lithographie de nombreux trous de taille et de forme fixes, situés à la même distance les uns des autres.
Photographie de la surface du résonateur. Source : Groupe Kante, Berkeley Engineering
Propriétés uniques du résonateur créésont basés sur l'emplacement et la taille des trous, expliquent les chercheurs. La perforation est faite de manière à créer des points de Dirac. La phase de la lumière se propageant d'un point à un autre est égale à l'indice de réfraction multiplié par la distance parcourue. Puisque l'indice de réfraction est nul au point de Dirac, la lumière émise par différentes parties du semi-conducteur est exactement en phase et donc optiquement la même.
"Il y avait environ 3 000 trous dans la membrane dans notre étude, mais théoriquement il pourrait y en avoir un million ou un milliard, le résultat serait le même", explique le co-auteur de l'étude, Walid Redjem.
La singularité des points de Dirac forme un faisceau monofréquence. Source : Groupe Kante, Berkeley Engineering
Les chercheurs notent que l'augmentation de la taille etla puissance laser à fréquence unique a été un problème en optique. La lumière directionnelle cohérente avec une seule longueur d'onde commence à se décomposer à mesure que la taille de la cavité laser augmente. La solution standard consiste à utiliser des mécanismes externes, tels que des guides d'ondes pour amplifier le faisceau. Cependant, cette approche augmente la taille de l'appareil.
Le nouvel appareil ne nécessite pas de modifications supplémentaires. Les auteurs du développement pensent qu'il trouvera une large application dans les communications optiques, la technologie et la médecine.
Image de couverture : Groupe Kante, Berkeley Engineering
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