De onderzoekers gebruikten een geperforeerd halfgeleidermembraan als schaalbare
Ingenieurs namen als basis van het apparaateen 200 nm dik indium gallium arsenide fosfide membraan. Deze halfgeleider wordt gebruikt in glasvezel- en telecommunicatieapparatuur. Wetenschappers hebben met behulp van lithografie op de plaat vele gaten van een vaste grootte en vorm gegraveerd, die zich op dezelfde afstand van elkaar bevinden.
Foto van het resonatoroppervlak. Bron: Kante-groep, Berkeley Engineering
Unieke eigenschappen van de gecreëerde resonatorzijn gebaseerd op de locatie en grootte van de gaten, leggen de onderzoekers uit. De perforatie is zo gedaan dat er Dirac-punten ontstaan. De fase van licht dat zich voortplant van het ene punt naar het andere is gelijk aan de brekingsindex maal de afgelegde afstand. Aangezien de brekingsindex nul is in het Dirac-punt, is het licht dat door verschillende delen van de halfgeleider wordt uitgezonden precies in fase en daarom optisch hetzelfde.
"Er waren ongeveer 3000 gaten in het membraan in onze studie, maar theoretisch zouden er een miljoen of een miljard kunnen zijn, het resultaat zou hetzelfde zijn", zegt co-auteur van het onderzoek Walid Redjem.
De singulariteit van de Dirac-punten vormt een bundel met één frequentie. Bron: Kante-groep, Berkeley Engineering
De onderzoekers merken op dat de toename in grootte enlaservermogen met enkele frequentie is een probleem geweest in de optica. Coherent gericht licht met één golflengte begint af te breken naarmate de laserholte groter wordt. De standaardoplossing is om externe mechanismen te gebruiken, zoals golfgeleiders om de bundel te versterken. Deze benadering vergroot echter de omvang van het instrument.
Het nieuwe apparaat vereist geen extra aanpassingen. De auteurs van de ontwikkeling zijn van mening dat het een brede toepassing zal vinden in optische communicatie, technologie en geneeskunde.
Omslagafbeelding: Kante-groep, Berkeley Engineering
Lees verder:
De ruimtesonde vloog 200 km van Mercurius. Kijk wat hij zag
NASA ontdekte hoe je naar leven op Mars moest zoeken: het experiment liet zien waar het zou kunnen zijn
Het unieke ruimtevliegtuig zal vracht afleveren bij het ISS. Hij is niet zoals de anderen