В РФ создали самый маленький в мире лазер синего излучения
Ученые из университета ИТМО при поддержке специалистов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ создали самый миниатюрный лазер в мире с синим излучением. Это достижение открывает путь к разработке сверхчетких дисплеев с разрешением, ранее считавшимся теоретически недостижимым. Нанолазер может найти применение в устройствах дополненной реальности, квантовых процессорах и компактных сенсорах.
«Объем созданного нанолазера составлял всего 0,005 мкм³, что приблизительно в 13 раз меньше куба длины волны его излучения. Это является рекордом для синего диапазона (400–500 нм). Активный элемент лазера представляет собой микроскопический кубик из перовскита, полученный методом химического синтеза в растворе. Его размеры составляют около 195 × 190 × 145 нм. Частица располагается на серебряной подложке, которая служит зеркалом, удерживающим и усиливающим свет внутри наночастицы», — комментирует ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Денис Баранов.
— Ученые из университета ИТМО и МФТИ сделали революционное открытие — создали самый миниатюрный лазер в мире с синим излучением, размеры которого составляют всего 0,005 мкм³. Это достижение не только ставит рекорды в области фотоники, но и открывает новые горизонты для разработки сверхчетких дисплеев и устройств дополненной реальности. Уникальный механизм работы, основанный на поляритонах, позволяет лазеру функционировать без необходимости преодоления порога инверсии населения, что значительно снижает энергопотребление.
Однако, несмотря на впечатляющие результаты, ученым предстоит решить задачу генерации лазера при комнатной температуре для его коммерциализации. Этот шаг станет определяющим для внедрения технологии в массовое производство. Инвесторам и предпринимателям в области высоких технологий стоит обратить внимание на данный проект, так как он может стать основой для новых продуктов на рынке. Важно следить за развитием этой технологии и оценивать возможности для интеграции в свои бизнес-планы.
Ученым удалось преодолеть дифракционный предел — основной принцип, согласно которому создание светового элемента меньшего размера, чем длина волны излучаемого света, невозможно. Новый лазер использует уникальный механизм, основанный на поляритонах — гибридах света и материи. В отличие от традиционных лазеров, ему не требуется преодолевать высокий «пороговый» барьер для начала генерации.
«Механизм работы устройства основан на передовой концепции поляритонных лазеров. В нем происходит сильная связь между экситонами и светом, локализованным внутри наночастицы. Это позволяет достигать генерации без порога инверсии населения, что снижает энергопотребление и упрощает конструкцию. Сочетание мощного экситонного отклика перовскита, его высокого кристаллического качества и оптимизированных резонансных свойств делает нашу конструкцию нанолазера лидером среди существующих в синем спектре», — отметил ученый.
Сегодня лазер уже показал свою эффективность при низких температурах (около 80 К или -193°C). Следующим шагом для исследователей станет достижение генерации при комнатной температуре, что необходимо для коммерциализации технологии.
Размер имеет свечение: мельчайший лазер позволит создать сверхчеткий дисплей
