Een team van onderzoekers van de University of Central Florida en de Michigan Technological University heeft een lasersysteemconcept ontwikkeld dat is gebaseerd op de principes van supersymmetrie. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep meldt dat hun systeem bedoeld is om het probleem van het produceren van meer licht met een compact lasersysteem op te lossen. Tsampikos Kottos van Wesleyan University heeft in hetzelfde tijdschriftnummer een Perspective-artikel geschreven over het werk van het team.

Kottos wijst erop dat er veel natuurkundige toepassingen zijn die het gebruik van een compact lasersysteem vereisen dat ook een hoog uitgangsvermogen vereist. Om aan deze behoefte te voldoen, veel natuurkundigen zijn begonnen met het combineren van meerdere lasers in een array. Helaas, deze benadering lijdt onder de productie van een bundel van mindere kwaliteit. Kottos merkt op dat een manier om dit probleem op te lossen is om selectieve versterking van een enkele modus te gebruiken, maar dit heeft zijn eigen nadelen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een andere benadering bedacht, een die gebaseerd is op de principes van supersymmetrie.

Supersymmetrie is een op wiskunde gebaseerde theorie die de relatie tussen bosonen en fermionen beschrijft - het suggereert dat voor elk bekend elementair deeltje, er moet een veel zwaardere "superpartner" zijn. Om een ​​nieuw soort lasersysteem te bouwen, de onderzoekers gebruikten dit idee om een ​​stabiele reeks halfgeleiderlasers te creëren die samen het vermogen bieden dat nodig is voor toekomstige toepassingen. Specifieker, ze ontwierpen een systeem dat de fundamentele modus benadrukt door modi van hogere orde te onderdrukken. Ze deden dit door ze te koppelen aan modi van lage kwaliteit - hun verliesgevende superpartners. Het idee was dat de array ze zo zou ondersteunen dat ze in fase waren afgestemd op de modi van een hogere orde.

Om hun ideeën te testen, de onderzoekers bouwden een systeem door eerst meerdere kwantumbronnen te creëren op een kleine (slechts 1000 nanometer brede) indiumfosfidewafel - die elk slechts 400 nanometer van elkaar verwijderd waren. Ze stimuleerden de structuur door een 1, 064 nanometer golflengte laser erop. Door dit te doen werden de transversale modi van hogere orde onderdrukt terwijl ze een lage divergentie vertoonden. Ze melden dat de fundamentele modus was losgekoppeld van het verliesgevende gedeelte en dat dit de enige was die winst ervoer - en dat leidde tot lasering in één modus.

© 2019 Wetenschap X Netwerk