Лазерный мир

Международный коллектив ученых из России, Греции и Казахстана сделал открытие, важное для повышения эффективности работы лазерных систем, применяемых, в том числе в медицине, результаты работы опубликованы в издании Scientific Reports (входит в издательскую группу Nature).

Turbulent chimeras in large semiconductor laser arrays

Semiconductor lasers are enabling components in multiple platform applications spanning optical communication networks to laser surgery and sensing. Recent works include impressive advances in high-speed lasers with low-power consumption, high-power vertical external cavity surface emitting lasers and high-speed beam steering with phased vertical cavity laser arrays. Significant advances have been made in nitride based lasers, record-high temperature operation quantum dot lasers, and the field of nanolasers with ultralow volume and threshold is coming to technological maturity.

http://www.nature.com/articles/srep42116

Научная группа из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (Москва, Россия), Критского центра квантовой запутанности и нанотехнологий (Ираклион, Греция), Греческого фонда науки и технологий (Ираклион, Греция), а также Назарбаев Университета (Астана, Казахстан) впервые нашла в больших массивах полупроводниковых лазеров так называемые турбулентные химерные состояния, влияющие на свойства лазерных систем.
Химерные состояния в динамических (колебательных системах были открыты в 2002 году.

Свое название они получили потому, что часть системы колеблется согласовано (когерентно), как, в частности, лазерное излучение, а часть — беспорядочно (некогерентно). Химерные состояния играют роль «перехода» между полным порядком (совершенным синхронным колебанием) и полным хаосом (беспорядочным колебанием). Если поведение и размер области когерентности меняется нерегулярно, то такие химерные состояния называют турбулентными. Но как они возникают, оставалось непонятным.

Чтобы понять механизм возникновения и свойства этих необычных состояний, авторы работы изучили большой массив из 200 изначально несинхронизированных полупроводниковых лазеров. Со временем такая лазерная система частично синхронизировалась, а оставшаяся часть показала поведение, характерное для ранее предсказанной турбулентной химеры.

«Мы с коллегами изучили массив именно полупроводниковых лазеров, так как такие массивы связанных нанолазеров уже созданы экспериментально. Однако полагаем, что схожие результаты будут вскоре получены и для массивов других лазеров. Кроме того, лазерные массивы требуют меньших энергетических затрат, чем большие лазеры, и их проще создавать», — отметил ведущий научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Георгиос Циронис, слова которого цитируются в сообщении.

Теперь ученые планируют найти способ управления турбулентным химерным состоянием, что сделает большие массивы лазеров более эффективными. Открытие может найти применение в фиброскопах, используемых в лазерной медицине, а также различных сенсорах, так как позволит скорректировать картинку, получаемую при зондировании, исключив их неё колебания самой системы связанных лазеров, отмечается в сообщении.

Источник: https://ria.ru/science/20170207/1487319068.html