Самый маленький в мире лазер может произвести революцию в электронике

Больше полутора лет прошло от идеи до ее создания - время, когда Кристоф Вальтер, аспирант в группе квантовой оптоэлектроники в ETH Zurich, дни и ночи проводил в лаборатории FIRST. Именно там он получил идеальные условия, чтобы установить новый рекорд в лазерной технике: физик совместно с четырьмя коллегами разработал самый маленький в мире лазер на сегодняшний день.

Значительно меньше, чем длина волны

Его длина составляет 30 микрометров - это 30 миллионных долей метра - восемь микрон в высоту, длина волны - 200 мкм. Это делает лазер значительно меньшим, чем длина волны света, который он излучает. В конце концов, лазеры, как правило, не могут быть меньше, чем длина волны, по причине того, что в обычных лазерах световые волны заставляют оптический резонатор колебаться множество раз, по аналогии со звуковыми волнами. Поступая таким образом, световые волны в основном "путешествуют" туда и обратно между двумя зеркалами. Принцип работает, только если зеркала больше, чем длина волны лазера. Следовательно, нормальный лазер ограничен с точки зрения своего размера.

Другие исследователи пытались расширить границы; "Но, разработав полностью новую концепцию лазерного излучателя мы смогли уйти довольно далеко ниже предела," говорит Кристоф Вальтер.

Вдохновленные электроникой

При разработке своих лазерных концепции, Кристоф Вальтер и некоторые из его товарищей по команде, были воодушевлены электроникой. "Вместо того, чтобы использовать обычные оптические резонаторы, мы используем электрические контура из катушки индуктивности и двух конденсаторов", объясняет Вальтер. Свет эффективно "захватывается" в нем и индуцируется в самоподдерживающихся электромагнитных колебаниях на месте с помощью оптического усилителя.

"Это означает, что размер резонатора больше не ограничен длиной волны света и, в принципе - и именно это делает его столь особенным - может быть уменьшен до любого размера. Эта перспектива делает микролазер особенно интересным производителям микросхем - в качестве альтернативы оптическим транзисторам. "Если нам удастся приблизиться к транзисторам с точки зрения размера, используя микролазеры, в один прекрасный день они могут быть использованы для создания электро-оптических чипов с чрезвычайно высокой концентрацией электронных и оптических компонентов," говорит Кристоф Вальтер. Они могут в один прекрасный день значительно ускорить обмен данными на микропроцессорах.