Wetenschappers ontwikkelen elliptische microlasers

Medewerkers van de Harvard-universiteit hebben een trucje ontwikkeld om laserlicht uit een ronde micro-resonator te laten schijnen. De microlasers zouden voor optische communicatie ingezet kunnen worden.

De Harvard-medewerkers ontwikkelden hun microlasers samen met onderzoekers van het Japanse Hamamatsu Photonics en het Institute of Theroretical Physics van de Duitse Maagdenburg-universiteit. Het onderzoek werd in de nieuwste editie van Pnas gepubliceerd. In de publicatie vergelijken de onderzoekers hun microlasers met reflecties van het geluid van fluisteringen in een kathedraal. In de microlasers reflecteren de laserbundels in een optische microcavity, een soort laser-diode.

Optische microcavities zijn niet nieuw voor onderzoekers die met lasers werken, maar het geproduceerde licht is over het algemeen slecht gebundeld en komt aan alle kanten uit de circelvormige resonators. De microlasers die de onderzoekers ontwikkelden zijn echter elliptisch van vorm en hebben op een bepaalde plek een kleine inkeping. De inkeping heeft de afmetingen van de golflengte van het gebruikte licht en fungeert als verzamelpunt voor de laserbundels. Op die manier kan een geconcentreerde bundel laserlicht uit de resonators worden geleid.

De inkepingen in de microlasers zijn door de onderzoekers geschikt te maken voor verschillende golflengtes laserlicht. Tot dusver bouwden de wetenschappers microlasers met een mid-infrarode golflengte van ongeveer 10 micrometer en een output van ongeveer 5mW. De microlasers kunnen echter ook voor nabij-infrarood- en zichtbaar licht geschikt gemaakt worden. Dan zouden ze onder meer inzetbaar zijn in toepassingen voor optische communicatie.

Reacties (15)

[laserdesign]

ik doe zelf lasershows met rgb 2 watt lasers

en een feit is dat
hoe beter de laserstraal gebundeld is dus coherent
hoe feller de straal
met het zelvde opgenomen vermogen
als een laser die minder coherent is

[poefel]

hoe beter de laserstraal gebundeld is dus coherent hoe feller de straal met het zelvde opgenomen vermogen

Ik denk dat je (en een aantal mensen hierboven) het een paar begrippen door elkaar haalt.

Coherent wil zeggen dat de lichtgolven 'in de pas' lopen. Interferentie is anders bij coherent licht dan incoherent licht. (Het zou kunnen dat in lasershows optica gebruikt wordt die hiervan gebruik maakt. Het patroon van puntjes dat je wel eens ziet lijkt mij van een 2D grating met vierkante of zeskantige gaatjes.)

Vermogen is de intensiteit van de lichtgolven (ofwel amplitude in het kwadraat) per seconde. Het oog kan in principe geen onderscheid maken tussen coherent of incoherent licht.

Bundelen of focusseren wil zeggen dat het licht dmv lenzen in een punt wordt gebracht, of in een evenwijdige bundel. Dit kan zowel met coherent als incoherent licht. (Bij zeer goede optica, die de diffractielimiet nadert zijn er wel verschillen, maar dat is op kleine schaal.)

[andreasvdveen]

Dat vermogen lijkt me wel redelijk, lasers voor dit soort doeleinden hebben over het algemeen 'meer' power nodig.

[bigbadbull]

Hoe coherenter je de bundel maakt hoe beter de laser; dus uit minder vermogen toch een goede laserbundel.

dit komt feitelijk door dat er veel "nep" lasers gemaakt worden. die wel in 1 frequentie uitzenden, maar geen coherente bundel afleveren.

[C0R4x]

het meest coherente licht wat wij hier op aarde hebben komt van de zon.
het is de mens nog niet gelukt een (laser)lichtstraal te maken die even coherent is.
maar dat is een beetje offtopic.

ik vraag me af hoe dit dan practisch gaat worden toegepast

[Ram6]

Sinds wanneer is zonlicht optisch coherent? Het is toch het voorbeeld van incoherent licht?

[Pepperoni]

even teruggedacht aan m'n natuurkunde, en het is inderdaad andersom, zonlicht is niet coherent, laser licht juist wel.

Coherent light

Coherent light are light waves that are "in phase" with one another.

For example, two waves are coherent if the crests of one wave are aligned with the crests of the other and the troughs of one wave are aligned with the troughs of the other. Otherwise, these lightwaves are considered incoherent.

Light produced by lasers are coherent light. Light from light bulbs or the sun, however, are incoherent light.

Komt ook nog bij dat 100% coherent niet te maken is(nog) maar relatief gezien is laserlicht dus coherent tov bijvoorbeeld zonlicht

bron: http://library.thinkquest.org/27356/d_coherentlight.htm

[geert01]

Interessante ontwikkeling. Ik vind trouwens een vermogen 5mW voor een laser van resp 2µM diep en 3µM breed best wel hoog!

[Skizzik0]

De resonator is aanzienlijk groter dan dat, 2x3 µm is de afmeting van de inkeping.

[geert01]

Dat klopt, maar het is toch beduidend kleiner dan de diameter van de gemiddelde laserdiode die ik thuis heb liggen
edit: typo

[Reactie gewijzigd door geert01 op 27 juli 2024 14:45]

[Aham brahmasmi]

Dat klopt, maar het is toch beduidend kleiner dan de diameter van de gemiddelde laserdiode die ik thuis heb liggen

Maar je weet niet hoe groot het actieve gedeelte is in de laserdiode die jij thuis hebt liggen. De behuizing waarschijnlijk stukken groter zijn dan de diode zelf.

[fatalefout]

Misschien een beetje te enthousiast, maar denk hier nog iemand anders aan het begin van de lightsabers als ze dit lezen?

[Atomsk]

Nee, je bent de enige.

[eracoon]

je kan er mischien aan denken of zelfs dromen... maar daar blijft het bij. een lightsaber maken zoals in de films is technisch en fysisch onmogelijk. je kan niet een licht of laserstraal stoppen na een meter of zo zonder technisch midellen zoals getoond in de films.

physics 101

[ToCuS]

Het is een begin van iets nieuws. niet slecht gedaan hoor van ze.