В поляритонном лазере электроны могут соединяться с имеющимися
в полупроводнике дырками в квазичастицы – экситоны. Экситоны являются бозонами и способны находиться на любом энергетическом уровне в неограниченном количестве.
При подаче электрического тока электроны и дырки одновременно
переходят на более высокие энергетические уровни, формируя экситоны. Экситон, взаимодействуя с фотоном, превращается в поляритон, который излучает фотон,
идентичный исходному фотону. Использование бозонов
позволяет существенно снизить минимальную мощность, на которой может
работать лазер. Группе Ямамото удалось добиться минимального
энергопотребления в 2–5 раз ниже, чем у традиционного лазера, но в
будущем
поляритонные лазеры смогут потреблять в 100 раз меньше энергии, чем
традиционные. Важным качеством поляритонного лазера с накачкой
электрическим током является и то, что для своей работы он не требует ничего, кроме
источника питания, и легко может интегрироваться с полупроводниковыми чипами.
Новый лазер, пока способный работать только при очень низких
температурах – 4К (–269°С) при непрерывном охлаждении жидким гелием, уже используется в Стэнфорде разработчиками квантовых компьютеров. Поляритонные
лазеры с накачкой электрическим током, работающие при комнатных
температурах, по мнению разработчиков, могут быть созданы в ближайшее
время и выйдут за стены научных лабораторий через 5–10 лет.
О разработке аналогичного лазера сообщила и независимая группа из Мичиганского университета.
Добавлено: 23.05.13
|