Mikrolasere til fremtidens fotoniske databehandling kan produceres i dag hurtigt og billigt

Forskere fra Far Eastern Federal University (FEFU) sammen med russiske kolleger fra ITMO University, forskere ved University of Texas i Dallas, og Australian National University har udviklet en effektiv, hurtig og billig måde at producere perovskit-mikrodisklasere - kilder til intens sammenhængende stråling til optiske mikrochips, der skal bruges i den nye generation af optiske computere. Den relaterede artikel blev offentliggjort i ACS Nano .

Ved hjælp af ultrakorte laserimpulser, videnskabsmænd printede optiske mikrodisklasere i tynde perovskitfilm belagt over et glassubstrat. De producerede perovskitlasere kan bruges i fremtidens fotoniske computere og mere bredt - til at levere driften af ​​fotoniske kredsløb i ultrahurtige databehandlingssystemer.

"Vi brugte femtosekund-laserimpulser med en specialdesignet donut-formet intensitetsprofil. Den direkte påvirkning af et lavintensivt pulstog på en tynd halogenid-perovskitfilm gør det muligt at præge skiverne med en diameter ned til 2 mikron. De påtrykte skiver har glatte facetter, mens femtosekund-pulsbehandlingen sikrer minimeret termisk påvirkning af perovskitmaterialet i diskene, hvilket er ekstremt vigtigt for den efterfølgende stabile drift af den producerede laser. Vores originale laserprintteknologi giver en enkel, omkostningseffektiv og meget kontrollerbar måde til masseproduktion af forskellige perovskite mikrodisklasere. Vigtigt, optimeringen af ​​mikrodiskens geometri i processen med laserprint giver for første gang mulighed for at opnå stabil single-mode lasering med perovskite mikrolaser. Sådanne lasere er lovende til at skabe forskellige optoelektroniske og nanofotoniske enheder, sensorer, osv." Forklarede Alexey Zhizhchenko, forskningsmedarbejder ved FEFU-centeret for Virtual and Augmented Reality.

Perovskite mikrolasere er kendetegnet ved imponerende ydeevne, nem håndtering, og stuetemperaturdrift. Imidlertid, indtil i dag, deres udbredte implementering var lidt udfordrende. Problemet var manglen på effektive og billige fremstillingsmetoder. For eksempel, kemisk syntese garanterer ikke de samme størrelses- og outputkarakteristika for de producerede perovskitstrukturer, der kræver brug af dyre litografi-fremstillede skabeloner. I øvrigt, egenskaberne ved de tidligere designede perovskit-mikrolasere forbød deres single-mode drift. Den nye metode til laserprintning af perovskit-mikrodiske udviklet af FEFU og ITMO-universitetets forskere i tæt samarbejde med udenlandske kolleger fjerner denne begrænsning. Det giver mulighed for nemt at producere stabile laserlyskilder med forudbestemte, kontrollerede parametre. Teknikken kan implementeres i industrien i den nærmeste fremtid.

"Resultater af forskerne fra FEFU Center for Virtual and Augmented Reality bliver mulige på grund af realiseringen af ​​"Materials" prioriteret projekt. Det lykkedes os at samle et aktivt internationalt hold af specialister i verdensklasse, hvoraf meget er unge forskere under 30 år." Bemærker Kirill Golokhvast, FEFU prorektor for forskning.

"At udføre laserstudier på et så højt niveau er blevet muligt takket være den nye femtosecond laser litografi opsætning installeret på FEFU samt det tætte samarbejde mellem FEFU og ITMO University teams, " gik på Golokhvast.