数日前、エール大学の科学者たちは音波を使って光を増幅する新しいタイプのシリコンレーザーを開発しました。
エール大学の応用物理学の准教授であるPeter Rakichが研究を主導しました。 「過去数年の間に、シリコンフォトニクスの爆発的な成長が見られました。これらのテクノロジが民生用製品に入り、データセンターを稼働させるようになり始めています。バイオセンシングやオンチップ量子情報など。」
技術コア
滑走路の形をしたレーザーデザインフェンスで光が増幅され、円運動で光をとらえます。 滑走路の設計は技術革新の重要な部分です。 このようにして、我々は光を最大にすることができ、レーザ発振のために最大のフィードバックを提供することができる。 音波を使用して光を増幅するために、シリコンレーザーは特別な構造をしています。 基本的に、この特殊な構造は、光と音波を厳密に制限し、光と音波の相互作用を最大化するように設計されたナノスケールの導波路です。 この導波路は、２つの異なる光伝送チャネルがあるという点で独特である。 これにより、かなり信頼性の高い柔軟なレーザー設計で光音響結合に影響を与えることができます。
新しいレーザの開発には2つの大きな課題があります。1つは増幅が損失を超えるデバイスの設計と製造、もう1つはシステムの直感に反するダイナミクスへの対応です。 このシステムは光レーザーですが、非常に安定した超音波も発生します。
進歩的な意義
研究者らは、この構造を使用しないと、音波を使用した光増幅はシリコンでは不可能になると述べています。 「我々が使用した光音響相互作用は、これらの光回路にはこれまで存在していなかったため、我々はそれらをシリコンにおける最も強力な増幅メカニズムに変えました。 今私達はそれをいくつかの新しいタイプのレーザー技術に使用することができます。 これらの技術のどれも10年前には存在しませんでした。」
