Forskare från Far Eastern Federal University (FEFU) tillsammans med ryska kollegor från ITMO University, forskare vid University of Texas i Dallas, och Australian National University har utvecklat en effektiv, snabbt och billigt sätt att producera perovskite-mikrodisklasrar – källor till intensiv koherent strålning för optiska mikrochips som ska användas i den nya generationens optiska datorer. Den relaterade artikeln publicerades i ACS Nano .

Med hjälp av ultrakorta laserpulser, forskare tryckte optiska mikrodisklasrar i tunna perovskitfilmer belagda ovanför ett glassubstrat. De producerade perovskitlasrarna kan användas i framtidens fotoniska datorer och mer allmänt - för att tillhandahålla driften av fotoniska kretsar i ultrasnabba databehandlingssystem.

"Vi använde femtosekundlaserpulser med en specialdesignad munkformad intensitetsprofil. Den direkta inverkan av ett lågintensivt pulståg på en tunn halid perovskitfilm gör det möjligt att trycka på skivorna med en diameter ner till 2 mikron. De präglade skivorna har släta fasetter medan femtosekundspulsbehandlingen säkerställer minimerad termisk påverkan av perovskitmaterialet i diskarna, vilket är extremt viktigt för den efterföljande stabila driften av den producerade lasern. Vår ursprungliga laserutskriftsteknik ger en enkel, kostnadseffektivt och mycket kontrollerbart sätt för massproduktion av olika perovskite mikrodisklasrar. Viktigt, optimeringen av mikrodiskens geometri i processen för laserutskrift gör det för första gången möjligt att uppnå stabil singelmodslasring med perovskite-mikrolaser. Sådana lasrar är lovande för att skapa olika optoelektroniska och nanofotoniska enheter, sensorer, etc." Förklarade Alexey Zhizhchenko, forskarassistent vid FEFU-centret för virtuell och förstärkt verklighet.

Perovskite mikrolasrar kännetecknas av imponerande prestanda, enkel hantering, och rumstemperaturdrift. Dock, tills idag, deras utbredda implementering var lite utmanande. Problemet var bristen på effektiva och billiga tillverkningsmetoder. Till exempel, kemisk syntes garanterar inte samma storlek och utgångsegenskaper hos de producerade perovskitstrukturerna som kräver att dyra litografitillverkade mallar används. Dessutom, egenskaperna hos de tidigare designade perovskite-mikrolasrarna förbjöd deras enkellägesdrift. Den nya metoden för laserutskrift av perovskitmikroskivor som utvecklats av forskare från FEFU och ITMO University i nära samarbete med utländska kollegor tar bort denna begränsning. Det gör att man enkelt kan producera stabila laserljuskällor med förutbestämda, kontrollerade parametrar. Tekniken kan implementeras i branschen inom en snar framtid.

"Prestationer från forskarna vid FEFU Center for Virtual and Augmented reality blir möjliga tack vare förverkligandet av det prioriterade projektet "Materials". Vi lyckades samla ett aktivt internationellt team av specialister i världsklass, varav mycket är unga forskare under 30 år." noterar Kirill Golokhvast, FEFUs vicerektor för forskning.

"Att genomföra laserstudier på en så hög nivå har blivit möjligt tack vare den nya femtosekundlaserlitografin installerad på FEFU samt det nära samarbetet mellan FEFU och ITMO University team, " gick på Golokhvast.