Группа физиков из Швейцарии и России разработала чип, способный генерировать фемтосекундные импульсы света с особым частотным спектром под названием «оптическая гребенка». Такие возможности ранее были только у сложных и масштабных лазерных установок. Сообщение ученых опубликовано в журнале Science.
Для создания оптических гребенок физики научились использовать так называемые солитоны — компактно упакованные волны, своеобразные электромагнитные цунами, которые ведут себя, как частицы. Облучение лазерным светом дисков из таких нелинейных сред порождает в этих дисках движущиеся по кругу солитоны, в результате чего на выходе связанного с диском оптоволокна возникает последовательность импульсов, следующих друг за другом через время одного обхода солитоном окружности диска. Изначально в качестве резонатора физики использовали миллиметровый диск из кристалла фторида магния, с его помощью можно было получать импульсы-гребенки длительностью в 100-200 фемтосекунд. Российско-швейцарская команда же научилась напылять специальные микрорезонаторы для гребенок в чипах, и длительность импульсов удалось сократить со 100-200 до 30 фемтосекунд.
«Разница, конечно, огромная, — сказал один из российских соавторов статьи профессор физического факультета МГУ Михаил Городецкий. — Если в лазерах с синхронизацией мод для генерации импульсов используются сложные оптические устройства, среды и специальные зеркала, то мы получаем такие же стабильные импульсы в простом пассивном резонаторе, внедренном в микрочип и имеющем размеры не более 100-200 микрон».
По словам профессора Городецкого, достижение не только самым категорическим образом снижает размеры, сложность и стоимость генераторов гребенок, но и открывает новые горизонты для их использования в режимах, «недостижимых другими методами».
[Публикация подготовлена Центром популяризации научных знаний МГУ им. М.В. Ломоносова]
