Oleq Şerbakov, Skolkovo Elm və Texnologiya İnstitutu

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İki qabarıq Bragg güzgüsündən ibarət açıq asimmetrik mikroboşluğun sxemi. Güzgülərdən birinə nazik bir təbəqə MeLPPP polimeri çökdürülür. Müəllif: Denis Sannikov və digərləri/Nanophotonics (2026): e70214

Skoltech tədqiqatçıları ND Zelinsky adına Üzvi Kimya İnstitutu və Westlake Universitetinin həmkarları ilə birlikdə boşluq qalınlığının tədricən artması ilə polariton lazerinin iş rejiminin necə dəyişdiyini eksperimental olaraq nümayiş etdiriblər.

Onlar MeLPPP üzvi kopolimerindən istifadə edərək görünən spektral diapazonda tək bir struktur daxilində güclü və zəif birləşmə rejimləri arasında hamar bir keçid nümayiş etdirdilər. Tədqiqat ultra sürətli optik tranzistorların və otaq temperaturunda koherent işıq mənbələrinin hazırlanması üçün imkanlar açır. Tədqiqatın nəticələri Nanophotonics jurnalında dərc olunub .

Polariton, fotonların yarımkeçirici strukturla qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gələn işıq və maddə hibridini təmsil edən kvazipartikuldur. Nümunədə polyaritonların kritik sıxlığına çatdıqda, onların dalğa funksiyaları sinxronlaşır və kvazipartikullar ən aşağı enerjili vəziyyətə qədər boşalaraq polyariton kondensatını – koherent makroskopik vəziyyət və koherent işıq mənbəyini əmələ gətirir.

Polariton kondensasiyası prosesi, aşağı aktivləşmə həddi olan və mühitdə populyasiya inversiyası tələb etməyən prinsipial olaraq yeni nanoskal lazerlər üçün yol açır.

Boşluğun vəziyyəti necə dəyişir

Polyaritonların mövcud olması üçün nazik bir mikroboşluq tələb olunur ki, bu zaman foton və yarımkeçirici arasında qarşılıqlı təsir o qədər tez-tez baş verir ki, işıq və maddə öz xüsusiyyətlərini tək bir varlıq – müəyyən edilmiş enerji və impulsa malik yeni bir kvazipartikül kimi təzahür etdirir. İşıq-maddə qarşılıqlı təsirinin bu rejimi güclü birləşmə rejimi adlanır.

Tədqiqat, dəyişkən qalınlığa malik mikroboşluqlar üçün istehsal texnikasını nümayiş etdirir və bu, polariton kondensatının əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan güclü birləşmə rejimindən zəif birləşmə rejiminə hamar keçidin müşahidə edilməsinə imkan verir, burada struktur populyasiya inversiyası ilə ənənəvi lazer kimi işləyir.

“Biz mikroboşluqların formalaşdırılması üçün yeni bir yanaşma hazırladıq”, – deyə tədqiqatın müəlliflərindən biri və Skoltech Fotonika Mərkəzinin kiçik tədqiqat mühəndisi Aleksandr Averçenko bildirib.

“Ənənəvi metod əvəzinə, xüsusi bir struktur yaratdıq: Bragg güzgüsünə cəmi 180 nanometr qalınlığında nazik bir MeLPPP polimer təbəqəsi yerləşdirdik. Daha sonra üstünə ikinci bir güzgü əlavə edərək hava boşluğu olan asimmetrik açıq həndəsə yaratdıq.” Əsas aspekt mikroboşluq qalınlığının dəqiq tənzimlənməsinə imkan verən yerli sıxılmanın istifadəsi idi.

Averçenko dedi: “Bu, bizə lazerin içərisindəki prosesləri ətraflı öyrənmək imkanı verir”.

Rejimlər arasında eşik dəyişiklikləri

Unikal texnika tədqiqatçılara lazerin işini real vaxt rejimində müşahidə etməyə imkan verdi. Ultrasürətli femtosaniyə lazer impulslarından istifadə edərək, komanda lazerin müxtəlif iş rejimlərində lazer eşiklərinin ölçüsünün bir sıradan çox dəyişdiyini aşkar etdi.

Skoltech Fizika proqramı üzrə doktorantura tələbəsi Qriqori İvanov əlavə edib ki, “Polimer molekullarının titrəmələrini və onların işığın yaranmasına təsirini öyrənməyə xüsusi diqqət yetirdik. Polyariton enerjisi polimerin titrəmə rezonansı ilə üst-üstə düşdükdə laserləşmə həddində azalma müşahidə edə bildik.”

Təklif olunan struktur, kriogen soyutma olmadan işləyən optik məntiq elementləri və ultrasürətli açarlar üçün əsas təşkil edə bilər. Gələcəkdə, aşağı lazer eşikinə malik kompakt polariton lazerləri telekommunikasiya sxemlərinə və yüksək həssas biotibbi sensorlara inteqrasiya edilə bilər.