Группа российских и швейцарских физиков создала чип, генерирующий фемтосекундные импульсы света с особым частотным спектром под названием «оптическая гребенка». Прежде этого удавалось добиться лишь с помощью больших и сложных лазерных установок. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Science. Кратко об изобретении сообщает пресс-служба МГУ.
«Оптические гребенки» — сигналы, частотный спектр которых представляет собой набор равноотстоящих друг от друга линий. Фемтосекундные оптические гребенки появились в конце 1990-х годов и оказались востребованными в различных областях науки. В 2005 году их авторы, Теодор Хэнш (Theodor Hänsch) из Германии и Джон Холл (John L. Hall) из США, получили за них Нобелевскую премию.
Для получения таких гребенок использовались лазеры с синхронизацией мод. При этой методике лазер излучает свет не одной частоты, а сразу несколько «мод» — световых лучей с кратными частотами. Если эти моды синхронизировать, то есть сделать так, чтобы их фазы были жестко связаны между собой, в результате интерференции этих мод непрерывный луч лазера превратится в последовательность импульсов со спектром гребенки.
Для создания новых гребенок физики МГУ и Российского квантового центра предложили использовать солитоны — компактно упакованные волны, своеобразные электромагнитные цунами, которые ведут себя как частицы. Если в лазерах с синхронизацией мод для генерации импульсов используются сложные оптические устройства, среды и специальные зеркала, то теперь получать такие же стабильные импульсы можно в простом пассивном резонаторе, внедренном в микрочип и имеющем размеры не более 100-200 микрон.
Таким образом, достижение российских ученых не только самым категорическим образом снижает размеры, сложность и стоимость генераторов гребенок, но и открывает новые горизонты для их использования в режимах, недостижимых другими методами.
