2010-05-10

世上最小的微雷射

The world's smallest microlaser
http://www.physorg.com/news188593304.html

March 23, 2010

ETH-Zurich 物理學家(瑞士)開發出新雷射,那打破可能性的邊界:它是目前世上最小的電汲發雷射(electrically pumped laser),有朝一日或能革新晶片技術。

它從有到無花了一年半載的時間,那時候 ETH Zurich 量子光電子學小組的博士生 Christoph Walther 在 FIRST 實驗室花了幾天的時間。那是因為 ETH Zurich 最先進的無塵室設施提供他理想的環境在雷射技術上創下新紀錄:這位物理學家與四位大學生合作,開發出迄今世上最小的電汲發雷射。


比波長小很多

它的長度為 30 微米,一公尺的三十萬分之一,且具有 200 微米的波長。這使得雷射比其所發出的光的波長要小很多 -- 一項科學上的第一。畢竟,雷射一般來說無法小於它的波長,理由是:傳統的雷射光波長會使光學共振器振盪 -- 與聲波對吉他的共鳴箱所造成的情況十分類似。在這麼作的時候,光波基本上會在二面鏡子之間來回「行進」。此原理只有當鏡子的長度比雷射波長還要長時才有效。因此,正常的雷射就尺寸而論會受到限制。

其他研究者已試圖推進這個邊界;"但透過全新雷射概念的開發,我們能在完全不超越限制的情況下進行," Christoph Walther 表示。


受到電子學啟發

在發展他們的雷射概念時 Christoph Walther 以及他某些研究夥伴受到 Jerome Faist 教授的監督,他也是 ETH Zurich 量子電子學研究所的大頭,靈感則來自於電子學。 "並非使用尋常的光學共振器,我們用的是一種以一個電感還有二個電容所製成的電子共振電路," Walther 解釋。 "光有效地被它所「捕捉」並在使用某種光學擴大器的情況下,在光點(spot)上被感應成自給自足的電磁場振盪。"

"這意味著共振器的尺寸不在受限於光的波長,且在原則上 -- 這正是使它如此特別的東西 -- 它能夠被縮小成你想要的尺寸。" 這種可能性尤其使晶片製造者對於微雷射感興趣 -- 因為那可成為電晶體的光學替代品。"若我們設法利用微雷射逼近電晶體尺寸,有一天它們或許能用來建構具有超高密度之電子、光學元件的光電晶片," Christoph Walther 表示。有一天這些能大幅加速微處理器的資料交換。

※ 相關報導:

* Microcavity Laser Oscillating in a Circuit-Based Resonator
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/327/5972/1495

Christoph Walther, Giacomo Scalari, Maria Ines Amanti,
Mattias Beck, Jerome Faist
Science, 19 March 2010: Vol. 327. no. 5972, pp. 1495 - 1497.
doi: 10.1126/science.1183167
第一道鍺雷射讓我們更靠近「光學電腦」
科學家利用金奈米級系統將光轉變成電流
研究發現為何固體中的原子偏好某些結構
惠普實驗室:憶阻器可能改變未來電腦設計
Toshiba 為基於自旋電子學的MOSFET 開發基礎技術
科學家創造出世上第一個分子電晶體

沒有留言: