Funktionsprincip för SUSY laser array. (A) En oändlig potentiell brunn och dess superpartner i den obrutna SUSY -regimen. Förutom grundtillståndet, alla egenvärden för den primära potentialen är exakt matchade med superpartnerns. Egenfunktionerna hos primärpotentialen och dess supersymmetriska motsvarighet omvandlas till varandra genom aktionerna A och A †. . (B) Schematisk framställning av en SUSY -laseruppsättning som involverar ett primärt aktivt gitter (rött) kopplat till dess förlorande superpartner (blått). SUSY -lasern avger uteslutande i det grundläggande fasläget. Kreditera: Vetenskap (2019). DOI:10.1126/science.aav5103
Ett team av forskare från University of Central Florida och Michigan Technological University har utvecklat ett lasersystemkoncept som bygger på principerna för supersymmetri. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen rapporterar att deras system är avsett att lösa problemet med att producera mer ljus med ett kompakt lasersystem. Tsampikos Kottos med Wesleyan University har skrivit en perspektivbit om arbetet som gjorts av teamet i samma journalnummer.
Kottos påpekar att det finns många fysikapplikationer som kräver användning av ett kompakt lasersystem som också har höga effektkrav. För att uppfylla detta behov, många fysiker har tagit sig till att kombinera flera lasrar till en matris. Tyvärr, detta tillvägagångssätt lider av produktionen av en stråle av mindre kvalitet. Kottos noterar att ett sätt att övervinna detta problem är att använda selektiv förstärkning av ett enda läge - men det har sina egna nackdelar. I denna nya insats, forskarna har kommit fram till ett annat tillvägagångssätt - ett som bygger på principerna för supersymmetri.
Supersymmetri är en mattebaserad teori som beskriver förhållandet mellan bosoner och fermioner-det tyder på att för varje känd elementär partikel, det måste finnas en mycket tyngre "superpartner". För att bygga ett nytt slags lasersystem, forskarna använde denna idé för att skapa en stabil uppsättning halvledarlasrar som tillsammans erbjuder den kraft som behövs för framtida applikationer. Mer specifikt, de utformade ett system som betonar det grundläggande läget genom att undertrycka högre ordningslägen. De gjorde detta genom att para ihop dem med lågkvalitetslägen-deras förlorande superpartners. Tanken var att matrisen skulle stödja dem så att de fasmatchades med högre ordningslägen.
För att testa deras idéer, forskarna byggde ett system genom att först skapa flera kvantbrunnar på en liten (bara 1000 nanometer bred) indiumfosfidplatta - var och en var bara 400 nanometer från varandra. De stimulerade strukturen genom att skjuta en 1, 064 nanometer våglängdslaser vid den. Detta undertryckte de överordnade tvärlägena samtidigt som de uppvisade låg divergens. De rapporterar att det grundläggande läget var frikopplat från den förlorande sektionen och att det var det enda som upplevde vinst - och det ledde till lasning i enläge.
© 2019 Science X Network
