詳細な解釈 KAISTの新しいレーザーシステム：室温で高度に相互作用する量子粒子を生成できます

外国メディアの報道によると、量子粒子を生成する新しいタイプのレーザーは、高効率、低しきい値のレーザーアプリケーションのために失われたエネルギーを回収することができます。 韓国科学技術研究所（KAIST）の科学者たちは、室温で高度に相互作用する量子粒子を生成できるレーザーシステムを開発しました。

Nature Photonicsに発表された彼らの発見は、エネルギー損失が増加するにつれて、より低い閾値エネルギーを必要とする単一のマイクロキャビティレーザーシステムをもたらす可能性があります。

このシステムは、KAISTの物理学者Yong-Hoon Choと彼の同僚によって開発され、損失変調された窒化ケイ素基板によって処理された単一の六角形のマイクロキャビティを通して光を放射することを含みます。このシステムは、室温で偏光フォノンレーザーを生成するように設計されています。これは通常、低温を必要とするため、刺激的です。

研究者たちは、このデザインのもう1つのユニークで直感に反する機能を発見しました。通常の状況では、レーザー操作中にエネルギーが失われます。しかし、このシステムでは、エネルギー損失が増加すると、レーザーを誘導するために必要なエネルギーが減少します。この現象は、将来の量子光学デバイス用の高効率、低しきい値のレーザーを開発するために使用できます。

「このシステムは量子物理学の概念を適用し、パリティ時間反転対称性と呼ばれます。これはエネルギー損失をゲインとして使用できる重要なプラットフォームです。古典的な光学系とレーザーしきい値エネルギーを低減するために使用できます。センサーと量子デバイスの対称性と光の方向を制御します。」

このプラットフォームの鍵は、デザインと素材です。六角形のマイクロキャビティ構造は、光粒子を2つの異なるモードに分割します。1つは六角形の上向きの三角形を通過し、もう1つは下向きの三角形を通過します。 2つのモードの軽い粒子は同じエネルギーと経路を持っていますが、互いに相互作用しません。

ただし、軽い粒子は、半導体で作られた六角形のマイクロキャビティによって提供される励起子と呼ばれる他の粒子と相互作用します。この相互作用により、偏光フォノンと呼ばれる新しい量子粒子が生成され、次に相互作用して偏光フォノンレーザーが生成されます。マイクロキャビティと半導体基板の間の損失の程度を制御することにより、興味深い現象が発生します。つまり、エネルギー損失が増加すると、しきい値エネルギーが小さくなります。