Ласерски погон у сусрет скоку: рођена је следећа генерација магнетних уређаја за контролу светлости!

Недавно је нова технологија ласерског грејања из јапанске истраживачке групе отворила пут напредним оптичким комуникационим уређајима интеграцијом провидних магнетних материјала у оптичка кола.
Пробој је недавно објављен у часопису Оптицал Материалс. То је кључно за интеграцију магнето-оптичких материјала и оптичких кола, што је дуго био велики изазов у ​​овој области. Обећава напредак у компактним магнето-оптичким изолаторима, минијатуризованим ласерима, екранима високе резолуције и малим оптичким уређајима.
Ласерско загревање провидних магнетних материјала
Конкретно, истраживачи са Универзитета Тохоку (Јапан) и Технолошког универзитета Тоиохасхи (Јапан) развили су нову методу за производњу провидних магнетних материјала помоћу ласерског грејања.
„Кључ за ово достигнуће је стварање 'церијум-супституисаног итријум-гвозденог граната' (Це:ИИГ), провидног магнетног материјала, коришћењем специјализоване технике ласерског грејања,” рекао је Таичи Кавасаки, ванредни професор на Истраживачком институту за електронику и Комуникација (РИЕЦ) на Универзитету Тохоку и коаутор студије. Таицхи Гото, коаутор студије, приметио је: "Овај приступ пробија критично уско грло интеграције магнето-оптичких материјала са оптичким колима без њиховог оштећења - проблем који је ометао напредак у минијатуризацији оптичких комуникационих уређаја."
Магнето-оптички изолатори у оптичким комуникацијама
Магнето-оптички изолатори су критични за обезбеђивање стабилне оптичке комуникације. Они делују као проводник за саобраћајну сигнализацију, омогућавајући им да се крећу у једном правцу, али не и у другом. Интеграција ових изолатора у фотонска кола заснована на силицијуму је изазовна због процеса високе температуре који су обично укључени.
Због ове потешкоће, Таицхи Гото и његове колеге су своју пажњу усмерили на ласерско жарење - технику која користи ласер за селективно загревање одређених делова материјала. Ово омогућава прецизну контролу, утичући само на циљно подручје, а не на околно подручје.
Претходна истраживања су га користила за селективно загревање бизмутом супституисаних итријум гвожђег граната (Би: ИИГ) нанесених на диелектрична огледала. Ово је омогућило да Би: ИИГ кристализује без утицаја на диелектрично огледало.
Међутим, проблеми су настали приликом употребе Це:ИИГ (идеалан материјал за оптичке уређаје због својих магнетних и оптичких својстава), јер би излагање ваздуху могло довести до нежељених хемијских реакција.
Да би то избегли, истраживачи су осмислили нови уређај који загрева материјал у вакууму, односно без ваздуха, помоћу ласера. Ово омогућава да се мале површине (око 60 микрометара) прецизно загреју без промене околног материјала.
Импликације за оптичку технологију
Гото додаје: „Очекује се да ће транспарентни магнетни материјал креиран овом методом значајно унапредити развој компактних магнето-оптичких изолатора, који су неопходни за стабилне оптичке комуникације. Осим тога, отвара пут за производњу моћних минијатуризованих ласера ​​високе -дисплеји резолуције и мали оптички уређаји“.