Perangkat mikro dan laser yang lebih efisien

Perangkat mikro dan lebih efisienlaser
Peneliti Rensselaer Polytechnic Institute telah menciptakan aperangkat laserItu hanya lebar rambut manusia, yang akan membantu fisikawan mempelajari sifat dasar materi dan cahaya. Karya mereka, yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah bergengsi, juga dapat membantu mengembangkan laser yang lebih efisien untuk digunakan di bidang mulai dari obat hingga manufaktur.

ItulaserPerangkat terbuat dari bahan khusus yang disebut isolator topologi fotonik. Insulator topologi fotonik dapat memandu foton (gelombang dan partikel yang membentuk cahaya) melalui antarmuka khusus di dalam material, sambil mencegah partikel -partikel ini dari hamburan dalam material itu sendiri. Karena properti ini, isolator topologi memungkinkan banyak foton untuk bekerja bersama secara keseluruhan. Perangkat ini juga dapat digunakan sebagai "simulator kuantum" topologis, yang memungkinkan para peneliti untuk mempelajari fenomena kuantum-undang-undang fisik yang mengatur materi pada skala yang sangat kecil-di lab mini.
"ItuTopologi fotonikIsulator yang kami buat adalah unik. Ini bekerja pada suhu kamar. Ini adalah terobosan besar. Sebelumnya, studi semacam itu hanya dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan besar dan mahal untuk mendinginkan zat dalam ruang hampa. Banyak laboratorium penelitian tidak memiliki peralatan semacam ini, sehingga perangkat kami memungkinkan lebih banyak orang untuk melakukan penelitian fisika mendasar semacam ini di laboratorium, ”kata Asisten Profesor Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) di Departemen Ilmu Pengetahuan dan Teknik Bahan dan penulis senior penelitian. Studi ini memiliki ukuran sampel yang relatif kecil, tetapi hasilnya menunjukkan bahwa obat baru telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati gangguan genetik langka ini. Kami berharap dapat lebih memvalidasi hasil ini dalam uji klinis di masa depan dan berpotensi mengarah ke pilihan pengobatan baru untuk pasien dengan penyakit ini. ” Meskipun ukuran sampel penelitian ini relatif kecil, temuan menunjukkan bahwa obat baru ini telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati gangguan genetik langka ini. Kami berharap dapat lebih memvalidasi hasil ini dalam uji klinis di masa depan dan berpotensi mengarah ke pilihan pengobatan baru untuk pasien dengan penyakit ini. ”
"Ini juga merupakan langkah besar ke depan dalam pengembangan laser karena ambang perangkat suhu kamar kami (jumlah energi yang dibutuhkan untuk membuatnya bekerja) tujuh kali lebih rendah dari perangkat cryogenic sebelumnya," tambah para peneliti. Peneliti Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat microchip untuk membuat perangkat baru mereka, yang melibatkan menumpuk berbagai jenis lapisan material demi lapisan, dari atom ke tingkat molekul, untuk membuat struktur ideal dengan sifat tertentu.
Untuk membuatperangkat laser, para peneliti menumbuhkan pelat ultra-tipis dari selenide halida (kristal yang terdiri dari cesium, timbal dan klorin) dan polimer berpola terukir ke dalamnya. Mereka mengapit pelat kristal dan polimer ini antara berbagai bahan oksida, menghasilkan objek sekitar 2 mikron tebal dan 100 mikron panjang dan lebar (lebar rata -rata rambut manusia adalah 100 mikron).
Ketika para peneliti menyinari laser di 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 kamar adalah prospek yang menarik. Pekerjaan inovatif Profesor Bao menunjukkan bahwa rekayasa material dapat membantu kami menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam sains. ” Rensselaer Polytechnic Institute Engineering Dean mengatakan.