Ученые создали сверхнизкопотерьное оптическое устройство, улавливающее свет на чипе

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере создали микроскопические оптические резонаторы в форме «гоночной трассы», которые с исключительной эффективностью улавливают и усиливают свет. Ключевым нововведением стало использование плавных кривых, вдохновлённых дорожным строительством, что позволило минимизировать потери энергии и дольше удерживать фотоны внутри устройства.

Устройства были изготовлены с субнанометровой точностью с помощью электронно-лучевой литографии в чистой комнате COSINC. Материалом для резонаторов послужило халькогенидное стекло — специализированный полупроводниковый материал с высокой прозрачностью и нелинейностью, который, однако, сложен в обработке. Тестирование с помощью лазеров подтвердило высокое качество устройств, о чём свидетельствовали глубокие и узкие резонансные пики в сигнале.

Эта технология может лечь в основу нового поколения компактных устройств, включая микролазеры, высокочувствительные химические и биологические сенсоры, а также инструменты для квантовой метрологии и сетей. Исследователи видят цель в создании масштабируемых решений, которые в будущем можно будет производить в промышленных масштабах.