Kaks lampi annavad rohkem valgust kui üks. Viini Tehnoloogiaülikooli teadlaste uurimuse tulemusena selgus, et see lihtne argitõde tingimata laserite puhul ei tööta. Teoreetilise avastuse kohaselt tekib töötava laseri kõrval teise laseri järk-järgulise töölelülitamise korral kiirte vahel kompleksne interaktsioon, mis võib viia mõlema laseri kustumiseni. Elektroonikat ning fotoonikat ühendavatele teadusdistipliinidele võib selline avastus olla väga oluline. Tulemused avaldati teadusajakirjas Physical Rewiev Letters.
Kaks ühildatud mikrolaserit.
„Kujutage ette kaht kõrvutiolevat lambipirni, neist üks on tööle lülitatud. Teise pirni voolu vähehaaval reostaadiga tööle rakendades võiks oletada, et tuppa tekib rohkem valgust. Selgub, et analoogiat laseritele rakendades ei pruugi see nii olla,“ ütles koos professor Stefan Rotteriga lõimitud laserite käitumist uurinud Viini Teoreetilise Füüsika Instiduudi teadlane Matthias Liertzer. Töörühma kuulus lisaks teadlasi Princetoni Ülikoolist, Yale Ülikoolist ning ETH Zurichist.
Laseri käitamiseks on vajalik footonite pumpamine, ehk energia lisamine süsteemi. Selleks kasutatakse välist kiirgusallikat või elektrivoolu. On loogiline, et üht kahest laserist pumbates teine ei kiirga. Üllataval kombel ei pruugi aga teise laseri paralleelne ergastamine valgust juurde tekitada, vaid võib viia mõlema laseri kustumiseni. „Nähes, et kaks laserit suudavad teineteist lõimituse tõttu välja lülitada, oli selge, et olime teinud vea või avastanud midagi väga olulist,“ ütleb Stefan Rotter. Simulatsiooni tulemusi on sõltumatult jõudnud kontrollida artikli kaasautorid Yale-i Ülikoolist.
Valgus koosneb elektromagnetlainetest. On hästi teada, et lained võivad interfereeruda ning tekitada maksimume või miinimume. Kahe laserkiire vaheline interaktsioon on aga keerulisem nähtus. „Efekt ei seisne vaid laineinterferentsis. See on kombinatsioon interferentsist ning valguse võimendamisest, mis võib viia näiliselt paradoksaalsete tulemusteni,“ ütles Matthias Liertzer. Simulatsiooni keerukate matemaatiliste võrrandite lahendamisel olid abiks Viini Tehnikaülikooli matemaatikud. „Fenomen tugineb matemaatikute terminoloogias tuntud erakordsetele punktidele,“ ütles Stefan Rotter (ing. k. exceptional points, komplekssete suuruste omaväärtuste või omaväärtusvektorite singulaarsused[1], toim.). Erakordsed punktid on erilised kompleksruumi pindade lõikepunktid. „Nende punktide olemasolu meie võrrandites võibki viia laserite kustumiseni. On huvitav, et katsete õnnestumisel suudame ühendada küllaltki abstraktse matemaatilise aparaadi reaalselt mõõdetava fenomeniga,“ üleb Rotter.
Viini Tehnikaülikooli insenerid tegelevad nüüd mikrolaseritel teooria katselise kontrolliga. Taolised laserfeketid on iseäranis huvipakkuvad, sest nende abil on võimalik ühendada mikroelektroonika ning lasertehnoloogia. Tänapäevastes arvutites juhitakse signaale elektriliselt. Laservalguse integreerimine arvutusprotsessi võib avada uusi põnevaid võimalusi.
[1] arXiv:quant-ph/0211090v1
Allikas: PhysOrg
Leave a Reply