Apparat mikro u lejżers aktar effiċjenti

Mikro apparati u aktar effiċjentilejżers
Ir-riċerkaturi tal-Istitut Politekniku Rensselaer ħolqu aapparat tal-laserdik hija biss il-wisa 'ta' xagħar uman, li se tgħin lill-fiżiċi jistudjaw il-proprjetajiet fundamentali tal-materja u d-dawl. Ix-xogħol tagħhom, ippubblikat f'ġurnali xjentifiċi prestiġjużi, jista' jgħin ukoll biex jiżviluppaw lasers aktar effiċjenti għall-użu f'oqsma li jvarjaw mill-mediċina sal-manifattura.

Il-laserapparat huwa magħmul minn materjal speċjali msejjaħ iżolatur topoloġiku fotoniku. L-iżolaturi topoloġiċi fotoniċi huma kapaċi jiggwidaw il-fotoni (il-mewġ u l-partiċelli li jiffurmaw id-dawl) permezz ta 'interfaces speċjali ġewwa l-materjal, filwaqt li jipprevjenu li dawn il-partiċelli jitferrxu fil-materjal innifsu. Minħabba din il-proprjetà, iżolaturi topoloġiċi jippermettu li ħafna fotoni jaħdmu flimkien kollha kemm huma. Dawn l-apparati jistgħu jintużaw ukoll bħala "simulaturi quantum" topoloġiċi, li jippermettu lir-riċerkaturi jistudjaw il-fenomeni quantum - il-liġijiet fiżiċi li jirregolaw il-materja fi skali estremament żgħar - f'mini-laboratorji.
“Il-topoloġiku fotonikuiżolatur li għamilna huwa uniku. Jaħdem f'temperatura tal-kamra. Dan huwa avvanz kbir. Preċedentement, studji bħal dawn setgħu jsiru biss bl-użu ta 'tagħmir kbir u għali biex ikessaħ is-sustanzi fil-vakwu. Ħafna LABS ta 'riċerka m'għandhomx dan it-tip ta' tagħmir, għalhekk it-tagħmir tagħna jippermetti lil aktar nies jagħmlu dan it-tip ta 'riċerka fundamentali tal-fiżika fil-laboratorju, "qal Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) professur assistent fid-Dipartiment tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali u anzjan. awtur tal-istudju. L-istudju kellu daqs relattivament żgħir tal-kampjun, iżda r-riżultati jissuġġerixxu li l-mediċina ġdida wriet effikaċja sinifikanti fit-trattament ta 'dan id-disturb ġenetiku rari. Nistennew bil-ħerqa li nivvalidaw aktar dawn ir-riżultati fi provi kliniċi futuri u potenzjalment iwasslu għal għażliet ġodda ta’ trattament għal pazjenti b’din il-marda.” Għalkemm id-daqs tal-kampjun tal-istudju kien relattivament żgħir, is-sejbiet jissuġġerixxu li din il-mediċina ġdida wriet effikaċja sinifikanti fit-trattament ta 'dan id-disturb ġenetiku rari. Nistennew bil-ħerqa li nivvalidaw aktar dawn ir-riżultati fi provi kliniċi futuri u potenzjalment iwasslu għal għażliet ġodda ta’ trattament għal pazjenti b’din il-marda.”
"Dan huwa wkoll pass kbir 'il quddiem fl-iżvilupp tal-lejżers minħabba li l-limitu tal-apparat tat-temperatura tal-kamra tagħna (l-ammont ta' enerġija meħtieġa biex jaħdem) huwa seba 'darbiet inqas minn apparat krijoġeniku preċedenti," żiedu r-riċerkaturi. Ir-riċerkaturi tal-Istitut Politekniku Rensselaer użaw l-istess teknika użata mill-industrija tas-semikondutturi biex jagħmlu mikroċipps biex joħolqu l-apparat il-ġdid tagħhom, li jinvolvi stivar ta 'tipi differenti ta' materjali saff b'saff, mil-livell atomiku għal dak molekulari, biex joħolqu strutturi ideali bi proprjetajiet speċifiċi.
Biex tagħmel il-apparat tal-lasers, ir-riċerkaturi kibru pjanċi ultra-rqaq ta 'selenide alidu (kristall magħmul minn ċesju, ċomb u kloru) u polimeri disinji nċiżi fuqhom. Huma sandwiched dawn il-pjanċi tal-kristall u polimeri bejn diversi materjali ta 'ossidu, li rriżultaw f'oġġett ta' madwar 2 mikroni ħoxnin u 100 mikron twil u wiesa '(il-wisa' medja ta 'xagħar uman hija 100 mikron).
Meta r-riċerkaturi shine laser fuq l-apparat tal-lasers, mudell trijangolu luminuż deher fl-interface tad-disinn tal-materjal. Il-mudell huwa ddeterminat mid-disinn tal-apparat u huwa r-riżultat tal-karatteristiċi topoloġiċi tal-laser. “Li tkun tista’ tistudja l-fenomeni quantum f’temperatura ambjentali hija prospett eċċitanti. Ix-xogħol innovattiv tal-Professur Bao juri li l-inġinerija tal-materjali tista’ tgħinna nwieġbu xi wħud mill-akbar mistoqsijiet fix-xjenza.” Dekan tal-inġinerija tal-Istitut Politekniku Rensselaer qal.