Mikroenheter och effektivare lasrar

Mikroenheter och effektivarelasers
Rensselaer Polytechnic Institute forskare har skapat enlaserenhetDet är bara bredden på ett mänskligt hår, som hjälper fysiker att studera de grundläggande egenskaperna hos materia och ljus. Deras arbete, publicerat i prestigefyllda vetenskapliga tidskrifter, kan också hjälpa till att utveckla effektivare lasrar för användning inom områden som sträcker sig från medicin till tillverkning.

DelaserEnheten är tillverkad av ett speciellt material som kallas en fotonisk topologisk isolator. Fotoniska topologiska isolatorer kan vägleda fotoner (vågorna och partiklarna som utgör ljus) genom speciella gränssnitt i materialet, samtidigt som dessa partiklar hindrar att spridning i själva materialet. På grund av den här egenskapen gör det möjligt för topologiska isolatorer att många fotoner att arbeta tillsammans som helhet. Dessa enheter kan också användas som topologiska "kvantsimulatorer", vilket gör det möjligt för forskare att studera kvantfenomen-de fysiska lagarna som styr allt i extremt små skalor-i minilabs.
"Defotonisk topologiskIsolator som vi gjorde är unik. Det fungerar vid rumstemperatur. Detta är ett stort genombrott. Tidigare kunde sådana studier endast genomföras med stor, dyr utrustning för att kyla ämnen i ett vakuum. Många forskningslabor har inte den här typen av utrustning, så vår enhet gör det möjligt för fler människor att göra denna typ av grundläggande fysikforskning i labbet, ”sa Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) lektor vid avdelningen för materialvetenskap och teknik och seniorförfattare till studien. Studien hade en relativt liten provstorlek, men resultaten tyder på att det nya läkemedlet har visat betydande effektivitet vid behandling av denna sällsynta genetiska störning. Vi ser fram emot att ytterligare validera dessa resultat i framtida kliniska studier och potentiellt leda till nya behandlingsalternativ för patienter med denna sjukdom. ” Även om provstorleken för studien var relativt liten, tyder resultaten på att detta nya läkemedel har visat betydande effekt vid behandling av denna sällsynta genetiska störning. Vi ser fram emot att ytterligare validera dessa resultat i framtida kliniska studier och potentiellt leda till nya behandlingsalternativ för patienter med denna sjukdom. ”
"Detta är också ett stort steg framåt i utvecklingen av lasrar eftersom vår tröskel för rumstemperaturenheter (mängden energi som krävs för att få den att fungera) är sju gånger lägre än tidigare kryogena enheter," tilllade forskarna. Rensselaer Polytechnic Institute -forskare använde samma teknik som användes av halvledarindustrin för att göra mikrochips för att skapa sin nya enhet, som involverar stapling av olika slags materialskikt för skikt, från atom till molekylnivå, för att skapa idealiska strukturer med specifika egenskaper.
Att göralasersenhet, forskarna växte ultratunna plattor av selenidhalogenid (en kristall som består av cesium, bly och klor) och etsade mönstrade polymerer på dem. De klädde in dessa kristallplattor och polymerer mellan olika oxidmaterial, vilket resulterade i ett föremål som var ungefär 2 mikron tjocka och 100 mikron långa och breda (den genomsnittliga bredden på ett mänskligt hår är 100 mikron).
När forskarna lyste en laser vid lasersenheten, dök ett lysande triangelmönster vid materialdesigngränssnittet. Mönstret bestäms av enhetsdesignen och är resultatet av laserens topologiska egenskaper. ”Att kunna studera kvantfenomen vid rumstemperatur är en spännande möjlighet. Professor Baos innovativa arbete visar att materialteknik kan hjälpa oss att svara på några av de största frågorna inom vetenskapen. ” Rensselaer Polytechnic Institute Engineering Dean sa.