Forskerne brukte en perforert halvledermembran som skalerbar
Ingeniører tok som grunnlaget for enhetenen 200 nm tykk indium gallium arsenid fosfidmembran. Denne halvlederen brukes i fiberoptikk og telekommunikasjonsenheter. Forskere graverte på platen ved hjelp av litografi mange hull med fast størrelse og form, plassert i samme avstand fra hverandre.
Fotografi av resonatoroverflaten. Kilde: Kante-gruppen, Berkeley Engineering
Unike egenskaper til den opprettede resonatorener basert på plasseringen og størrelsen på hullene, forklarer forskerne. Perforeringen gjøres på en slik måte at det skapes Dirac-punkter. Fasen av lys som forplanter seg fra ett punkt til et annet er lik brytningsindeksen ganger avstanden tilbakelagt. Siden brytningsindeksen er null ved Dirac-punktet, er lyset som sendes ut fra forskjellige deler av halvlederen nøyaktig i fase og derfor optisk likt.
"Det var omtrent 3000 hull i membranen i vår studie, men teoretisk kan det være en million eller en milliard, resultatet ville være det samme," sier studiens medforfatter Walid Redjem.
Singulariteten til Dirac-punktene danner en enkeltfrekvensstråle. Kilde: Kante-gruppen, Berkeley Engineering
Forskerne bemerker at økningen i størrelse ogenkeltfrekvens laserkraft har vært et problem innen optikk. Koherent retningslys med en enkelt bølgelengde begynner å brytes ned når størrelsen på laserhulrommet øker. Standardløsningen er å bruke eksterne mekanismer, for eksempel bølgeledere for å forsterke strålen. Denne tilnærmingen øker imidlertid størrelsen på enheten.
Den nye enheten krever ikke ytterligere modifikasjoner. Forfatterne av utviklingen tror at den vil finne bred anvendelse innen optisk kommunikasjon, teknologi og medisin.
Forsidebilde: Kante-gruppen, Berkeley Engineering
Les mer:
Romsonden fløy 200 km fra Merkur. Se hva han så
NASA fant ut hvordan de skulle lete etter liv på Mars: eksperimentet viste hvor det kunne være
Det unike romflyet skal levere last til ISS. Han er ikke som de andre