Российские учёные предложили метод создания высокопроизводительных микролазеров, диаметр которых составляет всего 5-8 микрометров. Эти устройства функционируют при обычной температуре, не нуждаются в охлаждении и подходят для интеграции в микрочипы. Как сообщает пресс-служба НИУ ВШЭ, это стало возможным благодаря применению феномена, известного как эффект шепчущей галереи.
«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», — рассказал старший научный сотрудник НИУ ВШЭ (Санкт-Петербург) Эдуард Моисеев.
Как отмечают в НИУ ВШЭ, учёные уже давно пытаются создать компактные лазеры, пригодные для встраивания в интегральные схемы и миниатюрные устройства. Реализация этой задачи сопряжена со значительными трудностями: уменьшение размеров лазера приводит к проблемам с удержанием света внутри резонатора (структура, где происходит многократное отражение и усиление света).
Как выяснили российские физики, эта проблема решается при помощи двух ключевых элементов: эффекта шепчущей галереи и буферного слоя из комбинации нитрида алюминия и нитрида алюминия-галлия, состав которого плавно изменяется по мере углубления в материал. Этот слой компенсирует механическое напряжение между кремниевой подложкой и слоями из нитридов галлия и индия, а также уменьшает утечку излучения.
«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», — заключила заведующая Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ (Санкт-Петербург) Наталья Крыжановская.
