Perangkat mikro dan laser yang lebih efisien

Perangkat mikro dan lebih efisienlaser
Para peneliti di Rensselaer Polytechnic Institute telah menciptakan sebuahperangkat laserLebarnya hanya sehelai rambut manusia, yang akan membantu para fisikawan mempelajari sifat-sifat dasar materi dan cahaya. Karya mereka, yang dipublikasikan di jurnal ilmiah bergengsi, juga dapat membantu mengembangkan laser yang lebih efisien untuk digunakan di berbagai bidang, mulai dari kedokteran hingga manufaktur.

ItulaserPerangkat ini terbuat dari material khusus yang disebut isolator topologi fotonik. Isolator topologi fotonik mampu memandu foton (gelombang dan partikel penyusun cahaya) melalui antarmuka khusus di dalam material, sekaligus mencegah partikel-partikel ini berhamburan di dalam material itu sendiri. Berkat sifat ini, isolator topologi memungkinkan banyak foton untuk bekerja sama secara keseluruhan. Perangkat ini juga dapat digunakan sebagai "simulator kuantum" topologi, yang memungkinkan para peneliti mempelajari fenomena kuantum – hukum fisika yang mengatur materi pada skala yang sangat kecil – di laboratorium mini.
"Itutopologi fotonik"Isolator yang kami buat unik. Ia bekerja pada suhu ruangan. Ini merupakan terobosan besar. Sebelumnya, penelitian semacam itu hanya dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan besar dan mahal untuk mendinginkan zat dalam ruang hampa. Banyak laboratorium penelitian tidak memiliki peralatan seperti ini, sehingga perangkat kami memungkinkan lebih banyak orang untuk melakukan penelitian fisika fundamental semacam ini di laboratorium," kata asisten profesor di Departemen Ilmu dan Teknik Material sekaligus penulis utama studi tersebut dari Rensselaer Polytechnic Institute (RPI). Studi ini memiliki ukuran sampel yang relatif kecil, tetapi hasilnya menunjukkan bahwa obat baru ini telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap dapat memvalidasi lebih lanjut hasil ini dalam uji klinis mendatang dan berpotensi menghasilkan pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini." Meskipun ukuran sampel studi ini relatif kecil, temuannya menunjukkan bahwa obat baru ini telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap dapat memvalidasi lebih lanjut hasil ini dalam uji klinis mendatang dan berpotensi menghasilkan pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini.
"Ini juga merupakan langkah maju yang besar dalam pengembangan laser karena ambang batas suhu ruangan perangkat kami (jumlah energi yang dibutuhkan untuk membuatnya bekerja) tujuh kali lebih rendah daripada perangkat kriogenik sebelumnya," tambah para peneliti. Para peneliti di Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat mikrochip dalam menciptakan perangkat baru mereka. Teknik ini melibatkan penumpukan berbagai jenis material lapis demi lapis, dari tingkat atom hingga molekuler, untuk menciptakan struktur ideal dengan sifat-sifat spesifik.
Untuk membuatperangkat laserPara peneliti menumbuhkan pelat ultra-tipis selenida halida (kristal yang terbuat dari sesium, timbal, dan klorin) dan mengetsa polimer berpola di atasnya. Mereka menjepit pelat kristal dan polimer ini di antara berbagai material oksida, menghasilkan objek dengan ketebalan sekitar 2 mikron dan panjang serta lebar 100 mikron (rata-rata lebar rambut manusia adalah 100 mikron).
Ketika para peneliti menyorotkan laser ke perangkat laser, pola segitiga bercahaya muncul di antarmuka desain material. Pola ini ditentukan oleh desain perangkat dan merupakan hasil dari karakteristik topologi laser. "Mampu mempelajari fenomena kuantum pada suhu ruangan merupakan prospek yang menarik. Karya inovatif Profesor Bao menunjukkan bahwa rekayasa material dapat membantu kita menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam sains," ujar dekan teknik Institut Politeknik Rensselaer.