物理学家创造了一个发射两束圆形光束的微型激光器

日期： 2022-03-24

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来源：Phys.org

华沙大学、军事技术大学和南安普顿大学的科学家们提出了一种新型的可调谐微激光器，发射两束光。prof说，这些光束是圆偏振光，并且指向不同的角度。JacekSzczytko来自华沙大学物理系。这种成就是通过在微腔表面创建所谓的持续自旋螺旋来实现的。结果已发表在《应用物理评论》上。

为了达到这种效果，科学家们用掺杂有机激光染料的液晶填充光学微腔。微腔由两个相互靠近放置的完美镜子组成——距离为2 ~ 3微米——这样在内部就形成了驻波。反射镜之间的空间填充了一种特殊的光学介质-液晶，并采用特殊的反射镜涂层来组织。

华沙大学物理系的第一作者Marcin 穆申斯基说：'液晶的特征是其分子被拉长，具象地说，它们被'梳理'在镜面上，能在外电场的作用下站立，同时也能翻转其他分子填充腔体。'

当传播波的电场沿分子振荡，当振荡垂直于分子时，腔内的光以不同的方式与分子相互作用。液晶是双折射介质——它可以用两个折射率来表征，它取决于电场振荡的方向( 即所谓的电磁波极化 )。

军工大学获得的激光微腔内部分子的精确排列，导致腔内出现了两个线偏振光模——即两个线偏振相反的驻波光。电场改变了光腔内分子的取向，从而改变了液晶层的有效折射率。因此，它控制了所谓光路的长度- -腔宽与出射光能量(颜色)所依赖的折射率的乘积。其中一个模式没有随着分子的转动而改变其能量，而另一个模式的能量随着分子的取向变化而增加。

通过对放置在液晶分子之间的有机染料进行光学激发，得到了一种激光效应——具有严格定义能量的相干光辐射。液晶mo的逐渐旋转

激光的相位相干性得到了有趣的证实’。所谓具有不同偏振光的条纹的持久性-自旋螺旋-图案，间隔3微米—出现在样品表面。Marcin穆申斯基解释说，理论计算表明，当两束相反偏振光是相位相干的，且两种模式的光都不可分割时，就可以形成这样的图案——这种现象被比作量子纠缠。

迄今为止，激光以脉冲方式工作，因为被慢慢使用的有机染料在强光的影响下降解。科学家希望用更耐用的聚合物或无机材料( 例如钙钛矿 )代替有机发射器，将允许更长的寿命。

‘所获得的精确可调谐激光器可用于物理、化学、医学和通信等许多领域。我们利用非线性现象来创建一个完全光学的神经形态网络。教授补充说，这种新的光子学结构可以为解决复杂的分类和推理问题提供强大的机器学习工具，并以更快的速度和能量效率处理大量的信息。芭芭拉·皮特卡，来自物理系Uw。

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