Графен дозволив створити надшвидкий лазер Автор: Andriy · Опубліковано: 17.03.2010 09:05 · Розділ: Нові технології

Тривимірна модель створеного надшвидкого лазера на основі графена. Фото взято з сайту sci-lib.com
Тривимірна модель створеного надшвидкого лазера на основі графена. Фото взято з сайту sci-lib.com

Учені з University of Cambridge (Великобританія) і National Center of Scientific Research (Франція) виготовили надшвидкий графеновий лазер із синхронізацією мод. Їх досягнення стало приводом для справжнього подиву наукового світу, адже графен не відрізняється широкою забороненою зоною. Відкриття дозволяє розраховувати на створення фотонних пристроїв на основі цього матеріалу в майбутньому.

Багато наукових статей було написано про такий незвичайний матеріал, як графен. Одноатомний шар вуглецю, який утворює двовимірну гексагональну кристалічну решітку, вперше був представлений науковому світу в 2004 році і, починаючи з цього моменту, вже не втрачав пильної уваги вчених з усього світу. За рахунок того, що графен, фактично, має двовимірну структуру, електрони можуть подорожувати через його кристалічну решітку, майже не сповільнюючись, тобто вести себе як релятивістські частинки з нульовою масою спокою. Раніше цей факт був задіяний лише в наноелектроніці і суміжних областях. Однак, на сьогоднішній день наноелектроніка - далеко не єдина сфера, де графен може вирішити, здавалося б, нерозв'язні питання. Несподівані електричні та механічні властивості роблять можливим найбільш екстраординарні застосування цієї речовини, зокрема, у різноманітних електромеханічних пристроях; крім того, графен - один із претендентів на роль кремнію в найближчому майбутньому комп'ютерних систем.

Завдяки дослідженням групи з University of Cambridge (Великобританія) і National Center of Scientific Research (Франція), до списку потенційних застосувань графена додалося ще одне - надшвидкий лазер із синхронізацією мод.

Надшвидкі лазери широко застосовуються в науці і техніці; при цьому практичні завдання вимагають розробки все більш компактних джерел лазерного випромінювання з налаштованими параметрами. На сьогоднішній день переважна техніка - це напівпровідниковий лазер із синхронізацією мод (semiconductor saturable absorber mirrors, SESAM), який дозволяє проводити ультра-короткий імпульс випромінювання при високій швидкості їх повторення. Недолік подібних пристроїв - складність і дорожнеча їх виробництва, а також обмеження щодо спектральної смуги, в якій вони можуть працювати.

Новий лазер, запропонований вченими, як синхронізатор мод замість напівпровідника використовує графен. Відомо, що при створенні звичайного напівпровідникового лазера, мабуть, ключовим елементом можна назвати широку заборонену зону застосовуваного напівпровідника. Однак, графен не володіє цією особливістю. Але компенсувати цей факт дозволяють специфічні властивості поглинання світла (і поведінка зарядів, звільнених у результаті поглинання фотонів). У цьому випадку на перший план виходить принцип виключення Паулі, характерний для частинок, що підкоряються статистиці Фермі-Дірака. Цей факт робить можливим явище насичення, необхідне для генерації когерентного потоку.

Варто відзначити, що лазер на основі графена володіє набагато ширшою спектральною смугою (можливо, найбільш широкою з відомих матеріалів). Він може працювати від ультрафіолетової до глибоко-інфрачервоної частини спектру.

Створений ученими надшвидкий лазер повністю функціональний. Однак, група продовжила роботу над пристроєм з метою його вдосконалення. Зокрема, буде зроблена спроба створити подібний прилад на основі оксиду графена.

Джерело sci-lib.com


Інші новини розділу

  • Цікаві факти про компресор

    Цікаві факти про компресор · Jane Holiday · 19.05.2017 12:02

    Компресор – це енергетична машина чи пристрій для підвищення тиску (стискання) та переміщення газоподібних речовин. «Батьком» компресора був насос, він винайдений тисячу років тому. Зараз вони використовуються в найрізноманітніших галузях промисловості.


  • Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії

    Стиснене повітря - новий спосіб збереження енергії · kseniya_www · 15.04.2017 21:14

    Канадська компанія Hydrostor розробила нову систему зберігання енергії на основі стисненого повітря, яка дешевша літій-іонних акумуляторних батарей, а також не використовує природний газ, як це роблять інші системи такого типу.


  • 2017: найочікуваніші гаджети

    2017: найочікуваніші гаджети · Anastasia · 16.01.2017 10:19

    Минулий рік не відзначився революційними новинками у сфері широкого вжитку. Прозорі чи гнучкі смартфони не з’явилися на ринку, а гаджети, які працюють за допомогою безпровідної зарядки акумулятора, без сумніву потрібно вдосконалювати. Також відкритим залишається питання про заряд звичних акумуляторів, які при інтенсивному використанні смартфону працюють не більше одного дня. До вашої уваги підбірка апаратів, які будуть конкурувати на ринку і зацікавлять суспільство у 2017.


  • Найкращі технологічні новинки 2016

    Найкращі технологічні новинки 2016 · Anastasia · 09.01.2017 13:35

    Минулий рік видався багатим на техно-новинки в сфері віртуальної реальності та використання дронів. Не менш важливим є представлення концепту «сонячного даху», що у майбутньому дасть можливість позбавитися електроенергії. Інтенсивність розвитку саме цих відгалужень зумовлена в першу чергу потребою людства у збереженні екологічної системи нашої планети.


  • Як вибрати праску?

    Як вибрати праску? · Anastasia · 04.01.2017 17:06

    Вдома ми користуємося багатьма гаджетами, які спрощують нам життя і допомагають виглядати на всі сто. Тому при виборі праски для домашнього вжитку ще в магазині слід звертати увагу на такі дрібниці як поверхня, якість ручки та допоміжні деталі. Далі декілька корисних порад, щоб обрати найоптимальніший варіант за співвідношенням ціна - якість.