(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de Universiteit van Manchester in het VK heeft een afstembare teraherz-laser ontwikkeld met behulp van de unieke eigenschappen van grafeenplasmonen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun aanpak, de vier prototypes die ze produceerden, hoe goed de lasers werkten en de richting die ze van plan zijn te nemen om de nieuwe technologie om te vormen tot een bruikbaar apparaat. Marco Polini met Istituto Italiano di Tecnologia, geeft een Perspectiefstuk over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer en geeft enkele opmerkingen over waar de technologie toe kan leiden.

Een laser die werkt in het terahertz-bereik zou nuttig zijn in een verscheidenheid aan toepassingen vanwege het vermogen van de straal om door kleding of bedekkingen op verpakkingen te gaan. Dergelijke lasers zijn gemaakt, maar tot nu toe hebben ze alleen een vaste golflengte geproduceerd, hun bruikbaarheid in het echte gebruik beperken - dat kan echter veranderen, omdat het team met deze nieuwe inspanning een manier heeft gevonden om een ​​terahertz-laser te maken die on-the-fly kan worden afgesteld.

Om de nieuwe laser te bouwen, het team wilde een plaat grafeen gebruiken als vervanging voor metalen in de laser, omdat zijn golflengte kan worden veranderd door hem in een elektrisch veld te plaatsen. Ze begonnen met het plaatsen van een reeks kwantumaluminium galliumarsenide- en galliumarsenidebronnen van verschillende diktes op een substraat, die ze vervolgens bedekten met een golfgeleider van goud. Vervolgens werd een laag grafeen bovenop de goudlaag geplaatst waarin de onderzoekers verschillende spleten hadden gesneden om elektronen te dwingen tussen de putjes te tunnelen. Ze bedekten de sandwich met een polymeerelektrolyt en gebruikten een cantilever om hun laser af te stemmen.

Het resultaat is een apparaat dat een terahertz-straal kan produceren, maar niet op een manier die bruikbaar zou kunnen zijn in alledaagse toepassingen. Na het produceren van vier prototypes en het testen ervan onder verschillende scenario's, het team gelooft dat hun apparaat, die ze omschrijven als een "proof of concept" kan worden aangepast om de spanning te regelen die op elke spleet wordt toegepast, die veel meer controle zou bieden. Er is ook een probleem, Polini wijst erop, met betrekking tot de dikte van het polymeer - het voorkomt dat de punt aan de onderkant van de cantilever dicht genoeg bij de plaat grafeen komt om nauwkeurige controle mogelijk te maken.

© 2016 Fys.org