Fusión de BIC en la estructura de tamaño finito. a Distribución de campo de Hz calculada a a =573 nm en el dominio de tamaño finito con N =15. N es el número de orificios de aire a lo largo de la dirección vertical (u horizontal). b Distribuciones de carga topológica en FT (Hz) antes de la fusión (izquierda), pre-fusión (medio), y fusionarse (derecha). FT denota la transformación espacial de Fourier. El círculo blanco de 7 ° indica el primer mínimo de campo. c Ilustraciones esquemáticas de la pérdida radiativa en los tres casos correspondientes a b. d Factor de radiación calculado, definido como | FT (Hz) / Q | , para a =568, 573, 576, y 578 nm. El área oscura más grande se obtiene con una fusión previa de a =573 nm. e Los valores del factor de radiación inverso representados en función de la constante de red para N =15 (negro) y N =21 (violeta). La línea punteada roja vertical indica el punto de fusión en el dominio de tamaño infinito. f Factor Q radiativo para N =15 en función de la constante de celosía, calculado por la simulación FDTD. Crédito:DOI:10.1038 / s41467-021-24502-0
Los físicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han desarrollado láseres microscópicos extremadamente potentes que son incluso más pequeños que la longitud de onda de la luz que producen.
Los llamados 'nanoláseres' tienen una gran variedad de funciones médicas, quirúrgico, usos industriales y militares, cubriendo todo, desde la depilación hasta las impresoras láser y la vigilancia nocturna.
Según el investigador principal, el profesor Yuri Kivshar, los nanoláseres desarrollados por su equipo prometen ser incluso más potentes que los láseres existentes, permitiéndoles ser útiles en dispositivos de menor escala.
"También se pueden integrar en un chip, " él dijo.
"Por ejemplo, se pueden montar directamente en la punta de una fibra óptica para aligerar u operar en un punto particular dentro del cuerpo humano.
"Esta tecnología utiliza luz láser en lugar de electrónica, un enfoque llamado fotónica. Es emocionante ver cómo se puede lograr esto en los dispositivos prácticos de todos los días, como los teléfonos móviles ".
El equipo del profesor Kivshar utilizó un ingenioso truco para modificar los láseres convencionales, que tradicionalmente comprenden algún tipo de dispositivo de amplificación de luz colocado entre dos espejos. A medida que la luz rebota de un lado a otro entre los dos espejos, se vuelve cada vez más brillante.
En lugar de espejos, el equipo de investigación creó un dispositivo que funciona como auriculares con cancelación de ruido "de adentro hacia afuera" y que atrapa la energía y evita que se escape. La energía de la luz atrapada se acumula en una fuerte láser bien formado.
Este truco supera un conocido desafío de los nanoláseres:la fuga de energía.
Para fabricar el láser, el equipo colaboró con el profesor Hong-Gyu Park y su grupo en la Universidad de Corea.
Los investigadores dicen que la eficiencia del dispositivo era alta —sólo se requería una pequeña cantidad de energía para que el láser comenzara a brillar— con un umbral aproximadamente 50 veces más bajo que cualquier nanolaser y haz estrecho previamente reportados.
El profesor Kivshar dijo que el nuevo láser se basa en un descubrimiento de la mecánica cuántica realizado hace casi 100 años.
"Esta solución matemática fue publicada por Wigner y von Neumann en 1929, en un artículo que parecía muy extraño en ese momento; no se explicó durante muchos años, "Dijo el profesor Kivshar.
"Ahora, este descubrimiento de 100 años está impulsando la tecnología del mañana".
La investigación se informa en Comunicaciones de la naturaleza .
