Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Вверху: Схематическая иллюстрация эллиптического резонатора с выемкой. Внизу: Распространение лучей в таком резонаторе.
(Copyright © 2010, The Harvard Crimson, Inc.)
Рисунок 2 - Вверху: Изображение эллиптического резонатора с выемкой, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Малая ось эллипса 2Х= 80 мкм, большая ось эллипса 2Y = 96 мкм. Размеры выемки: ширина o = 3 мкм, глубина d = 2 мкм.
Внизу: устройство поближе.
(Copyright © 2010, The Harvard Crimson, Inc.)
Рисунок 3 - Вверху слева: Схема устройства.
Вверху справа: Распределение интенсивности излучения при токе накачки ~720 mA.
Внизу: Экспериментальное распределение профиля интенсивности излучения (синий цвет) и результаты его моделирования (красный цвет).
(Copyright © 2010, The Harvard Crimson, Inc.)

Шепчущий лазер

Ключевые слова:  лазер, шепчущая галерея

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

18 декабря 2010

И вновь доказано: новое - это хорошо забытое старое. Многие наверняка слышали об эффекте "Шепчущей галереи". Около ста лет тому назад британский ученый Релей задался интересным вопросом: как слышат друг друга два человека, находящиеся на противоположных концах галереи в Соборе Св.Павла в Лондоне, разговаривая при этом шепотом? Он обнаружил, что звук распространяется вдоль стен практически без потерь, таким образом, достигая человека даже на самом дальнем расстоянии от своего "собеседника". Быть может, кому-нибудь из читателей посчастливилось "наблюдать" этот эффект своими собственными ушами. Говорят, это можно сделать в Соборе Св.Павла в Лондоне, Соборе Св.Петра В Риме или Лекционном зале полукруглого корпуса Одесской национальной академии связи имени Попова...
Оптическим аналогом "шепчущей галереи" можно считать лазерное излучение, "привязанное" к периметру миниатюрного диска путем многократных его отражений от стенок (см. рисунок 1). Если поверхность, от которой происходит отражение, достаточно гладкая, излучение распространяется с минимальными потерями. Такую систему можно использовать в качестве резонатора для создания лазеров с малым порогом возбуждения (генерации). При выключенном источнике возбуждения волна распространяется с затуханием амплитуды по экспоненциальному закону. В общем случае такие "шепчущие" волны описываются функциями Бесселя. Чем то распространение "шепчущей волны" похоже на явление полного внуреннего отражения, однако в виду того, что поверхность боковых стенок резонатора не ровная, а имеет некий радиус кривизны, распространения с полным отражением не бывает. Часть волны просачивается наружу. Однак чем больше радиус кривзны, тем больше излучения остается внутри. Длина волны видимого диапазона, как известно, менее 1 мкм. Это означает, что в "шепчущем резонаторе", радиус кривизны основания которого около 10 мкм, может существовать "шепчущая волна". Моды "шепчущего резонатора" обладают большой добротностью, так что даже небольшое отклонение частоты резонасного возбуждающего поля от собственной частоты моды, ведет к уменьшению ее амплитуды и затуханию. Поэтому "шепчущие моды" являются одним из наилучших кандидатов для решения задачи стабилизации частоты инжекционных лазеров.

Одной из проблем, которая возникает при использовании резонаторов такого типа, является ненаправленность выходного излучения. Ввиду того, что резонатор симметричен, излучение с равной степенью вероятности может выходить из него под разными углами. Это существенный недостаток. Необходимо добиться более или менее направленного выхода излучения из такой структуры. Для этого предлагается сделать небольшой выступ на внутренней грани резонатора (см.рисунок 2). Ряд экспериментальных данных показывает, что стенки эллиптического резонатора с такой зазубриной успешно отражают "шепчущие моды" под такими углами, что так или иначе, из него выходит практически параллельный пучок. На рисунке 3 показано распределение интенсивности излучения в зависимости от угла, под которым это излучение выходит из резонатора. Малая мощность лазера, его миниатюрный размер, и что немаловажно, работа в ближнем ИК диапазоне, делают его идеальным элементом для будущих оптических цепей.




Комментарии
А почему в ключевых словах нет слова "шепчущий" а текст буквально испещрён им?
Это "просто" хитрый резонатор и ничего там не шепчет.
Клюев Павел Геннадиевич, 20 декабря 2010 23:37 
да, спасибо за замечание, добавляю

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Травление зонда для СЗМ NanoEducator
Травление зонда для СЗМ NanoEducator

Сверхчувствительные сенсоры магнитного поля для магнитокардиографии
Группой Магнитооптики, плазмоники и нанофотоники Российского квантового центра (Сколково) совместно с сотрудники кафедры экспериментальной физики и научно-исследовательского центра функциональных материалов и нанотехнологий Физико-технического институту КФУ им. В.И. Вернадского при финансовой поддержке Российского научного фонда выполняется комплексный научный проект «Сверхчувствительные сенсоры магнитного поля для магнитокардиографии».

Выход новой версии программного обеспечения для моделирования физических процессов COMSOL Multiphysics®
От новых решателей и методов до разработки приложений и инструментов развертывания, новая версия программного обеспечения COMSOL® 5.2a расширяет возможности электротехнического, механического, гидродинамического и химического моделирования и оптимизации.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Сюрприз от передопированных купратов или куда пропали электроны? Уроки природы. Скопированные у бабочек гироидные наноструктуры лучше оригинала! Высокотемпературный сверхпроводник и топологический диэлектрик “в одном флаконе”. Эффективная очистка эпитаксиального графена от полимеров. Шестой Евро-азиатский симпозиум “Тенденции в магнетизме” EASTMAG-2016.

Ученые научились убивать рак молибденом и кислородом

Новосибирские ученые начали испытание нового препарата от рака, разработанного на основе молибденовых кластеров.

«Лаборанты» или «творцы»?
Гудилин Е.А.
«Да как эти нанотехнологии можно увидеть?», - спросила нас как – то замечательная женщина, настоящий творец будущего молодых талантов в нашей стране.
«И правда, как их увидеть, а главное, зачем?”, - подумалось мне, наивному, а потом осенило: ведь если не увидеть, то значит, и не показать, а поэтому их как бы и нет.

Лекция 10. Переходные металлы
Еремин Вадим Владимирович

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.