МОСКВА, 22 мая. /ТАСС/. Исследователи из России разработали подход, позволяющий создавать эффективные микролазеры диаметром всего 5-8 микрометров, работающие при комнатной температуре, не требующие охлаждения и пригодные для интеграции в микросхемы. Это стало возможным благодаря использованию средневекового эффекта шепчущей галереи, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"Это явление известно в акустике: в некоторых храмах и соборах можно прошептать слова у одной стены, и звук будет отчетливо слышен у противоположной стены несмотря на то, что в обычных условиях звук не распространился бы на такое расстояние. Аналогичный эффект позволяет свету многократно отражаться внутри дискового микролазера, благодаря чему потери минимизируются", - пояснил старший научный сотрудник НИУ ВШЭ (Санкт-Петербург) Эдуард Моисеев, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Исследователи уже долгое время работают над созданием компактных лазеров, которые можно было бы внедрять в интегральные схемы и миниатюрные приборы, сопоставимые по размерам с красными кровяными клетками. Решить эту задачу крайне сложно, что связано с тем, что уменьшение размеров лазера ведет к очень быстрому нарастанию проблем по удержанию света внутри резонатора - структуры, где свет многократно отражается и усиливается.
Российские физики выяснили, что эту проблему можно решить при помощи двух элементов - эффекта шепчущей галереи, а также специального буферного слоя из комбинации нитрида алюминия и нитрида алюминия и галлия, чей состав постепенно меняется по мере движения вглубь толщины этого материала. Данная прослойка компенсирует механические напряжения между кремниевой подложкой и слоями из нитридов галлия и индия, а также снижает утечку излучения.
Проведенные учеными опыты на прототипах подобных микролазеров показали, что они способны работать при комнатной температуре без дополнительного охлаждения и при этом они обладают очень высоким уровнем эффективности даже при размере в 5-8 микрометров, что крайне важно для создания электроники и прочих миниатюрных приборов с встроенными в них лазерными излучателями.
"Наши микролазеры стабильно работают при комнатной температуре, без систем охлаждения, что делает их удобными для реального использования. В будущем такие устройства позволят создавать более компактные и энергоэффективные оптоэлектронные приборы", - подытожила заведующая Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ (Санкт-Петербург) Наталья Крыжановская, чьи слова приводит пресс-служба вуза.