新設計的激光器 允許回收損失的能量用作增益

韓國科學技術院的科學家們製造了一個新的激光系統，它可以在室温下產生高度互動的量子粒子，這一突破可能讓單微腔激光系統隨着能量損失的增加而需要更低的閾值能量。研究人員創建的系統通過一個單一的六邊形微腔照射光線，該微腔經過了損耗調製的氮化硅襯底處理。

該系統可以在室温下產生偏振子激光，這一點很重要，因為這種類型的產生通常需要低温。研究人員還發現，雖然能量在激光操作過程中通常會損失，但隨着能量損失的增加，新系統減少了所需的能量量。

利用他們的發現可以開發出可用於未來量子光學設備的高能量、低閾值激光器。該團隊應用了量子物理學中的一個概念，即奇偶性-時間反轉對稱性。這允許能量損失被用作增益，可以用來降低經典光學設備和傳感器的激光閾值能量，同時還可以用來控制光的方向。

突破的關鍵在於設計和材料。六邊形微腔將光分為不同的模式，其中一個模式通過六邊形的向上的三角形，另一個模式則通過向下的三角形。光粒子的兩種模式具有相同的能量，但不相互作用。

光粒子與由半導體制成的六邊形微腔提供的稱為激子的其他粒子相互作用。這種相互作用產生了新的量子粒子，稱為偏振子，它們相互作用以產生偏振子激光。科學家們發現，通過控制微腔和半導體襯底之間的損耗程度，閾值能量隨着能量損耗的增加而變小。