A Wigner Fizikai Kutatóközpont (FK) munkatársai egy olyan optikai chipet fejlesztettek ki, amely alkalmas ultrarövid időtartamú lézernyalábok fázisának mérésére. Az eszköz fontos szerepet játszik majd a fény és az anyag kölcsönhatásának megismerésében, így a jövőben hozzájárulhat az elektronikus áramköröknél gyorsabb rendszerek kifejlesztéséhez.
Az élet legtöbb területét elektronikus áramkörök irányítják, legyen szó akár az épületek fűtéséről, akár a telekommunikációról, akár közlekedési eszközökről. Mivel a modern elektronikus eszközöknek korlátozott a sebessége, ezért a kutatók olyan módszerek vizsgálatával is foglalkoznak, amelyeknél a fényt használják különböző folyamatok irányítására.
„Tudjuk, hogy léteznek olyan, az elektronikai folyamatoknál sokkal gyorsabb jelenségek, például bizonyos kémiai reakciók, amelyek irányíthatók lézerfénnyel, hiszen a fény elektromos tere több tízezerszer gyorsabban változik, mint amilyen gyorsan az áramot a leggyorsabb áramkörökben változtatni tudjuk” – magyarázták a kutatók.
A fény elektromos terének a manipulálása azonban jelentős kihívást jelent. A kutatóknak ugyan a rendelkezésére állnak olyan ultrarövid fényimpulzusokat adó lézerek, amelyekkel a másodperc milliárdodrészének a milliomodrésze alatt be lehet indítani bizonyos kémiai reakciókat, viszont nagyon nehéz kontrollálni a lézerimpulzusok fázisát, vagyis azt, hogy a lézerfény-felvillanáson belül pontosan melyik időpillanatban legyen maximális az elektromos tér erőssége.
A beszámoló szerint a Wigner Fizikai Kutatóközpont Dombi Péter által vezetett Lendület-kutatócsoportja most ennek a problémának a megoldására fejlesztett ki egy olyan, radikálisan új optikai chipet, amivel meg lehet mérni a lézerimpulzusok fázisát.
A Nature Communications című folyóiratban megjelent cikkükben továbbá egy olyan új módszert is demonstrálnak, amivel a fázist egy lézernyalábon belül változtatni is lehet.
„Az optikai chip megalkotásánál a korábbi tapasztalatainkra építettünk, amelyek azzal kapcsolatosak, hogy miként lehet szigetelő közegeket lézerfény segítségével vezetővé tenni. Ezt kihasználva terveztünk meg egy olyan optikai áramkört, amivel aztán egy lézernyaláb fókuszának a környezetében pontosan, háromdimenziós szkenneléssel ki tudjuk mérni a fázist” – magyarázta Václav Hanus, a tanulmány első szerzője, a Wigner FK kutatócsoportjának tagja.
„Izgalmas új lehetőségeket teremt az, hogy a lézernyalábok jellemzését ilyen könnyen meg tudjuk oldani az új eszközzel, amit fázisszkennernek neveztünk el” – tette hozzá.
Dombi Péter szerint fontos előrelépés, hogy egy ilyen korszerű technológiát ki tudtak fejleszteni a rövid impulzusú lézerek felhasználóinak. A kutatóknak vonatkozóan is van jó pár elképzelésük, hogy miképp használják majd a fázisszkennerünket saját kutatásaikban, melyek a lézerfény és különböző nanorendszerek kölcsönhatását vizsgálják.
Ezek is érdekelhetnek:
(Forrás: Wigner Fizikai Kutatóközpont, Nature)