Perangkat mikro dan laser yang lebih efisien

Perangkat mikro dan lebih efisienlaser
Para peneliti dari Rensselaer Polytechnic Institute telah menciptakan sebuahperangkat laserLebarnya hanya selebar rambut manusia, yang akan membantu para fisikawan mempelajari sifat-sifat mendasar materi dan cahaya. Karya mereka, yang diterbitkan dalam 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 yang membentuk cahaya) melalui antarmuka khusus di dalam material, sekaligus mencegah partikel-partikel ini tersebar di dalam material itu sendiri. Karena sifat ini, isolator topologi memungkinkan banyak foton untuk bekerja bersama sebagai satu kesatuan. Perangkat ini juga dapat digunakan sebagai "simulator kuantum" topologi, memungkinkan para peneliti untuk mempelajari fenomena kuantum – hukum fisika yang mengatur materi pada skala yang sangat kecil – di laboratorium mini.
"Itutopologi fotonikIsolator yang kami buat ini unik. Isolator ini bekerja pada suhu ruangan. Ini merupakan terobosan besar. Sebelumnya, penelitian semacam ini hanya dapat dilakukan 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 fundamental semacam ini di laboratorium,” kata asisten profesor di Departemen Ilmu dan Rekayasa Material Institut Politeknik Rensselaer (RPI) dan penulis senior studi tersebut. 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 di masa mendatang dan berpotensi mengarah pada pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini.” Meskipun ukuran sampel studi relatif kecil, temuan 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 di masa mendatang dan berpotensi mengarah pada pilihan pengobatan baru bagi pasien dengan penyakit ini.”
“Ini juga merupakan langkah maju yang besar dalam pengembangan laser karena ambang batas perangkat suhu ruangan kami (jumlah energi yang dibutuhkan agar perangkat berfungsi) tujuh kali lebih rendah daripada perangkat kriogenik sebelumnya,” tambah para peneliti. Para peneliti dari Rensselaer Polytechnic Institute menggunakan teknik yang sama yang digunakan oleh industri semikonduktor untuk membuat mikrochip guna menciptakan perangkat baru mereka, yang melibatkan penumpukan berbagai jenis material lapis demi lapis, dari tingkat atom hingga molekul, untuk menciptakan struktur ideal dengan sifat-sifat tertentu.
Untuk membuatperangkat laserPara peneliti menumbuhkan lempengan ultra-tipis dari selenida halida (kristal yang terdiri dari cesium, timbal, dan klorin) dan mengukir polimer berpola di atasnya. Mereka menempatkan lempengan kristal dan polimer ini di antara berbagai material oksida, menghasilkan objek dengan ketebalan sekitar 2 mikron dan panjang serta lebar 100 mikron (lebar rata-rata rambut manusia adalah 100 mikron).
Ketika para peneliti menyinari perangkat laser tersebut dengan laser, pola segitiga bercahaya muncul di antarmuka desain material. Pola tersebut ditentukan oleh desain perangkat dan merupakan hasil dari karakteristik topologi laser. “Mampu mempelajari fenomena kuantum pada suhu ruangan adalah prospek yang menarik. Karya inovatif Profesor Bao menunjukkan bahwa rekayasa material dapat membantu kita menjawab beberapa pertanyaan terbesar dalam sains,” kata dekan teknik Rensselaer Polytechnic Institute.