Peranti mikro dan laser yang lebih cekap

Peranti mikro dan lebih cekaplaser
Penyelidik Institut Politeknik Rensselaer telah mencipta aperanti laseritu hanya lebar rambut manusia, yang akan membantu ahli fizik mengkaji sifat asas jirim dan cahaya. Kerja mereka, yang diterbitkan dalam jurnal saintifik berprestij, juga boleh membantu membangunkan laser yang lebih cekap untuk digunakan dalam bidang dari perubatan hingga pembuatan.

Thelaserperanti diperbuat daripada bahan khas yang dipanggil penebat topologi fotonik. Penebat topologi fotonik dapat membimbing foton (gelombang dan zarah yang membentuk cahaya) melalui antara muka khas di dalam bahan, sambil menghalang zarah ini daripada berselerak dalam bahan itu sendiri. Disebabkan sifat ini, penebat topologi membolehkan banyak foton berfungsi bersama secara keseluruhan. Peranti ini juga boleh digunakan sebagai "simulator kuantum" topologi, membolehkan penyelidik mengkaji fenomena kuantum - undang-undang fizikal yang mengawal jirim pada skala yang sangat kecil - dalam makmal mini.
“Thetopologi fotonikpenebat yang kami buat adalah unik. Ia berfungsi pada suhu bilik. Ini adalah satu kejayaan besar. Sebelum ini, kajian sedemikian hanya boleh dijalankan menggunakan peralatan yang besar dan mahal untuk menyejukkan bahan dalam vakum. Banyak LABS penyelidikan tidak mempunyai peralatan seperti ini, jadi peranti kami membolehkan lebih ramai orang melakukan penyelidikan fizik asas seperti ini di makmal, "kata penolong profesor Institut Politeknik Rensselaer (RPI) di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan dan kanan. pengarang kajian. Kajian itu mempunyai saiz sampel yang agak kecil, tetapi keputusan menunjukkan bahawa ubat baru itu telah menunjukkan keberkesanan yang ketara dalam merawat gangguan genetik yang jarang berlaku ini. Kami berharap untuk mengesahkan lagi keputusan ini dalam ujian klinikal masa hadapan dan berpotensi membawa kepada pilihan rawatan baharu untuk pesakit yang menghidap penyakit ini." Walaupun saiz sampel kajian agak kecil, penemuan menunjukkan bahawa ubat novel ini telah menunjukkan keberkesanan yang ketara dalam merawat gangguan genetik yang jarang berlaku ini. Kami berharap untuk mengesahkan lagi keputusan ini dalam ujian klinikal masa hadapan dan berpotensi membawa kepada pilihan rawatan baharu untuk pesakit yang menghidap penyakit ini."
"Ini juga merupakan langkah besar ke hadapan dalam pembangunan laser kerana ambang peranti suhu bilik kami (jumlah tenaga yang diperlukan untuk menjadikannya berfungsi) adalah tujuh kali lebih rendah daripada peranti kriogenik sebelumnya," tambah penyelidik. Penyelidik Institut Politeknik Rensselaer menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat cip mikro bagi mencipta peranti baharu mereka, yang melibatkan penyusunan pelbagai jenis bahan lapisan demi lapisan, daripada peringkat atom hingga molekul, untuk mencipta struktur ideal dengan sifat khusus.
Untuk membuatperanti laser, para penyelidik menanam plat ultra-nipis selenide halida (hablur yang terdiri daripada sesium, plumbum dan klorin) dan terukir polimer bercorak padanya. Mereka mengapit plat kristal dan polimer ini di antara pelbagai bahan oksida, menghasilkan objek kira-kira 2 mikron tebal dan 100 mikron panjang dan lebar (lebar purata rambut manusia ialah 100 mikron).
Apabila penyelidik memancarkan laser pada peranti laser, corak segitiga bercahaya muncul pada antara muka reka bentuk bahan. Corak ditentukan oleh reka bentuk peranti dan merupakan hasil daripada ciri topologi laser. "Dapat mengkaji fenomena kuantum pada suhu bilik adalah prospek yang menarik. Kerja inovatif Profesor Bao menunjukkan bahawa kejuruteraan bahan boleh membantu kami menjawab beberapa soalan terbesar dalam sains." Dekan kejuruteraan Institut Politeknik Rensselaer berkata.