Et lasersystem bygget på principper for supersymmetri

Et team af forskere fra University of Central Florida og Michigan Technological University har udviklet et lasersystemkoncept bygget på principperne for supersymmetri. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen rapporterer, at deres system er beregnet til at løse problemet med at producere mere lys med et kompakt lasersystem. Tsampikos Kottos med Wesleyan University har skrevet et perspektivstykke om teamets arbejde i det samme journalnummer.

Kottos påpeger, at der er mange fysikapplikationer, der kræver brug af et kompakt lasersystem, der også har højeffektbehov. For at opfylde dette behov, mange fysikere har taget til at kombinere flere lasere til et array. Desværre, denne fremgangsmåde lider under fremstilling af en stråle af mindre kvalitet. Kottos bemærker, at en måde at overvinde dette problem på er at bruge selektiv forstærkning af en enkelt tilstand - men det har sine egne ulemper. I denne nye indsats, forskerne er kommet med en anden tilgang - en baseret på principperne for supersymmetri.

Supersymmetri er en matematisk baseret teori, der beskriver forholdet mellem bosoner og fermioner-det tyder på, at for hver kendt elementarpartikel, der skal være en meget tungere "super partner". For at bygge en ny slags lasersystem, forskerne brugte denne idé til at skabe et stabilt udvalg af halvlederlasere, der tilsammen tilbyder den nødvendige kraft til potentielle applikationer. Mere specifikt, de designede et system, der understreger den grundlæggende tilstand ved at undertrykke højere ordenstilstande. De gjorde dette ved at parre dem med lav kvalitetstilstande-deres tabende superpartnere. Ideen var, at matrixen understøttede dem, så de blev fasematchet med de højere ordenstilstande.

For at teste deres ideer, forskerne byggede et system ved først at oprette flere kvantebrønde på en lille (kun 1000 nanometer bred) indiumphosphidplade - som hver kun var 400 nanometer fra hinanden. De stimulerede strukturen ved at affyre en 1, 064 nanometer bølgelængde laser ved den. Dette undertrykte de højere ordens tværgående tilstande, mens den udviste lav divergens. De rapporterer, at den grundlæggende tilstand var afkoblet fra den tabende sektion, og at det var den eneste, der oplevede gevinst - og det førte til enkeltmodulasering.

© 2019 Science X Network