Perangkat mikro dan laser yang lebih efisien

Perangkat mikro dan lebih efisienlaser
Peneliti Institut Politeknik Rensselaer telah menciptakan aperangkat laseritu hanya selebar rambut manusia, yang akan membantu fisikawan mempelajari 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 bahan khusus yang disebut isolator topologi fotonik. Insulator topologi fotonik mampu memandu foton (gelombang dan partikel yang membentuk cahaya) melalui antarmuka khusus di dalam material, sekaligus mencegah partikel-partikel tersebut berhamburan di dalam material itu sendiri. Karena sifat ini, isolator topologi memungkinkan banyak foton 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 fotonikisolator yang kami buat unik. Ia bekerja pada suhu kamar. Ini merupakan terobosan besar. Sebelumnya, penelitian semacam itu hanya dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan besar dan mahal untuk mendinginkan zat dalam ruang hampa. Banyak LABS penelitian yang tidak memiliki peralatan semacam ini, sehingga perangkat kami memungkinkan lebih banyak orang untuk melakukan penelitian fisika dasar semacam ini di laboratorium, “kata asisten profesor Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) di Departemen Ilmu dan Teknik Material dan senior penulis penelitian. Penelitian ini memiliki ukuran sampel yang relatif kecil, namun hasilnya menunjukkan bahwa obat baru tersebut telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap dapat lebih memvalidasi hasil ini dalam uji klinis di masa depan dan berpotensi menghasilkan pilihan pengobatan baru untuk pasien dengan penyakit ini.” Meskipun ukuran sampel penelitian ini relatif kecil, temuan ini menunjukkan bahwa obat baru ini telah menunjukkan kemanjuran yang signifikan dalam mengobati kelainan genetik langka ini. Kami berharap dapat lebih memvalidasi hasil ini dalam uji klinis di masa depan dan berpotensi menghasilkan pilihan pengobatan baru untuk pasien dengan penyakit ini.”
“Ini juga merupakan langkah maju yang besar dalam pengembangan laser karena ambang batas suhu perangkat kami (jumlah energi yang dibutuhkan untuk membuatnya bekerja) tujuh kali lebih rendah dibandingkan perangkat kriogenik sebelumnya,” tambah para peneliti. Para peneliti Institut Politeknik Rensselaer menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat mikrochip guna membuat perangkat baru mereka, yang melibatkan penumpukan berbagai jenis bahan lapis demi lapis, dari tingkat atom hingga molekul, untuk menciptakan struktur ideal dengan sifat tertentu.
Untuk membuatperangkat laser, para peneliti menumbuhkan pelat selenida halida ultra-tipis (kristal yang terbuat dari cesium, timbal, dan klorin) dan mengukir polimer berpola di atasnya. Mereka mengapit pelat kristal dan polimer ini di antara berbagai bahan oksida, menghasilkan sebuah benda dengan tebal sekitar 2 mikron dan panjang serta lebar 100 mikron (lebar rata-rata rambut manusia adalah 100 mikron).
Ketika para peneliti menyorotkan laser ke perangkat laser, pola segitiga bercahaya muncul di antarmuka desain material. Polanya ditentukan oleh desain perangkat dan merupakan hasil karakteristik topologi laser. “Mampu mempelajari fenomena kuantum pada suhu kamar merupakan prospek yang menarik. Karya inovatif Profesor Bao menunjukkan bahwa teknik material dapat membantu kita menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam sains.” Kata dekan teknik Institut Politeknik Rensselaer.