Физики из Гарварда создали уникальный лазерный излучатель с двойным эффектом

Команда ученых из Гарвардского университета, Политехнического университета Турина и Венского технического университета обнаружила уникальное оптическое явление, разработав систему взаимосвязанных полупроводниковых кольцевых лазеров, способных генерировать неординарные световые узоры.

В проведенных опытах использовались пара квантово-каскадных лазеров (QCL), имеющих форму гоночных треков, соединенных друг с другом прямыми участками. Свет в каждом треке может двигаться как по часовой стрелке, так и в противоположном направлении, осуществляя обмен между лазерами.

Теодор Летсу, ведущий научный сотрудник проекта, объяснил, что при сильной связи двух осцилляторов их резонансные частоты расщепляются или «гибридизируются», увеличивая своё отклонение по мере усиления связи. Данный эффект был зафиксирован экспериментально путем ввода света в один из треков через волновод и анализа выходного сигнала из другого трека.

Уникальность эксперимента заключается в том, что исследователям удалось одновременно заставить оба связанных лазера работать выше порогового уровня. В этих условиях частоты, испускаемые лазерами, синхронизировались, создавая два различных частотных гребня для каждой пары гибридизированных мод. Впервые в полупроводниковом лазере было зафиксировано явление, когда один набор частот представлял «тёмный» световой импульс, а другой — «яркий».

Эта система позволяет генерировать ультракороткие яркие световые импульсы простым смещением каждого лазера, а также формировать тёмные импульсы. По мнению ученых, такая технология может быть полезна в спектроскопии, где оба частотных гребня смогут использоваться для анализа спектральных линий поглощения газов, трансформируя оптическое поглощение в электрический сигнал.

Исследовательская группа намерена продолжить изучение, рассматривая возможности соединения трёх или четырёх треков, а также создания матрицы колец. Результаты работы могут сыграть важную роль в развитии различных оптических технологий, включая средства связи, спектроскопические приборы и фотонные чипы.

Источник: iXBT