Fusion des BIC dans la structure de taille finie. a Distribution de champ Hz calculée à a = 573 nm dans le domaine de taille finie avec N = 15. N est le nombre de trous d'air le long de la direction verticale (ou horizontale). b Distributions topologiques des charges en FT(Hz) avant fusion (gauche), pré-fusion (milieu), et fusionner (à droite). FT désigne la transformation de Fourier spatiale. Le cercle blanc de 7° indique le premier champ minimum. c Illustrations schématiques de la perte radiative dans les trois cas correspondant à b. d Facteur de rayonnement calculé, défini comme |FT(Hz)/Q | , pour a = 568, 573, 576, et 578 nm. La plus grande zone sombre est obtenue à la préfusion de a = 573 nm. e Les valeurs du facteur de rayonnement inverse tracées en fonction de la constante de réseau pour N = 15 (noir) et N = 21 (violet). La ligne pointillée rouge verticale indique le point de fusion dans le domaine de taille infinie. f Facteur Q radiatif pour N = 15 en fonction de la constante de réseau, calculé par la simulation FDTD. Crédit :DOI :10.1038/s41467-021-24502-0
Les physiciens de l'Australian National University (ANU) ont développé des lasers microscopiques extrêmement puissants qui sont encore plus petits que la longueur d'onde de la lumière qu'ils produisent.
Les soi-disant « nanolasers » ont une grande variété de médicaments, chirurgical, usages industriels et militaires, couvrant tout, de l'épilation aux imprimantes laser et à la surveillance nocturne.
Selon le chercheur principal, le professeur Yuri Kivshar, les nanolasers développés par son équipe promettent d'être encore plus puissants que les lasers existants, leur permettant d'être utiles dans des appareils à plus petite échelle.
"Ils peuvent aussi être intégrés sur une puce, " il a dit.
"Par exemple, ils peuvent être montés directement sur la pointe d'une fibre optique pour éclairer ou opérer sur un point particulier à l'intérieur d'un corps humain.
"Cette technologie utilise la lumière laser au lieu de l'électronique, une approche appelée photonique. C'est passionnant de voir comment cela peut être réalisé dans des appareils pratiques de tous les jours, comme les téléphones portables."
L'équipe du professeur Kivshar a utilisé une astuce pour modifier les lasers conventionnels, qui comportent traditionnellement une certaine forme de dispositif d'amplification de la lumière placé entre deux miroirs. Au fur et à mesure que la lumière rebondit entre les deux miroirs, elle devient de plus en plus lumineuse.
Au lieu de miroirs, l'équipe de recherche a créé un appareil qui fonctionne comme un casque antibruit "à l'envers" et qui piège l'énergie et l'empêche de s'échapper. L'énergie lumineuse piégée s'accumule dans un fort, laser bien formé.
Cette astuce surmonte un défi bien connu des nanolasers :les fuites d'énergie.
Pour fabriquer le laser, l'équipe a collaboré avec le professeur Hong-Gyu Park et son groupe à l'Université de Corée.
Les chercheurs affirment que l'efficacité de l'appareil était élevée - seule une petite quantité d'énergie était nécessaire pour faire briller le laser - avec un seuil environ 50 fois inférieur à celui de tout nanolaser et faisceau étroit précédemment rapportés.
Le professeur Kivshar a déclaré que le nouveau laser s'appuie sur une découverte de la mécanique quantique faite il y a près de 100 ans.
"Cette solution mathématique a été publiée par Wigner et von Neumann en 1929, dans un article qui semblait très étrange à l'époque - il n'a pas été expliqué pendant de nombreuses années, " a déclaré le professeur Kivshar.
"Maintenant, cette découverte vieille de 100 ans est le moteur de la technologie de demain."
La recherche est rapportée dans Communication Nature .
