Lazerinė pavara, kad pasiektumėte šuolį: gimė naujos kartos magnetiniai prietaisai, skirti valdyti šviesą!

Neseniai Japonijos tyrimų grupės sukurta nauja lazerinio šildymo technologija atvėrė kelią pažangiems optinio ryšio įrenginiams, integruodama skaidrias magnetines medžiagas į optines grandines.
Proveržis neseniai buvo paskelbtas žurnale Optical Materials. Tai labai svarbu integruojant magneto-optines medžiagas ir optines grandines, o tai jau seniai buvo didelis iššūkis šioje srityje. Tai žada pažangą kompaktiškų magneto-optinių izoliatorių, miniatiūrinių lazerių, didelės raiškos ekranų ir mažų optinių įrenginių srityse.
Skaidrių magnetinių medžiagų šildymas lazeriu
Tiksliau, Tohoku universiteto (Japonija) ir Toyohashi technologijos universiteto (Japonija) mokslininkai sukūrė naują skaidrių magnetinių medžiagų gamybos metodą naudojant lazerinį kaitinimą.
„Raktas į šį pasiekimą yra „ceriu pakeisto itrio geležies granato“ (Ce:YIG), skaidrios magnetinės medžiagos, sukūrimas naudojant specializuotą lazerinio šildymo techniką“, – sakė Elektronikos tyrimų instituto docentas Taichi Kawasaki. Komunikacija (RIEC) Tohoku universitete ir tyrimo bendraautorius. Taichi Goto, tyrimo bendraautorius, pažymėjo: „Šis metodas pramuša esminę kliūtį integruoti magneto-optines medžiagas su optinėmis grandinėmis, nepažeidžiant jų – problema, kuri trukdė tobulinti optinių ryšių įrenginių miniatiūrizavimą.
Magnetiniai optiniai izoliatoriai optiniuose ryšiuose
Magnetiniai optiniai izoliatoriai yra labai svarbūs užtikrinant stabilų optinį ryšį. Jie veikia kaip eismo signalų laidininkai, leidžiantys jiems judėti viena kryptimi, bet ne kita. Integruoti šiuos izoliatorius į silicio pagrindu veikiančias fotonines grandines yra sudėtinga dėl paprastai vykstančių aukštos temperatūros procesų.
Dėl šio sunkumo Taichi Goto ir jo kolegos sutelkė dėmesį į lazerinį atkaitinimą - techniką, kuri naudoja lazerį tam, kad selektyviai šildytų tam tikras medžiagos sritis. Tai leidžia tiksliai valdyti, paveikiant tik tikslinę, o ne aplinkinę sritį.
Ankstesniuose tyrimuose jis buvo naudojamas selektyviai kaitinant bismutu pakeistas itrio geležies granato (Bi: YIG) plėveles, nusodintas ant dielektrinių veidrodžių. Tai leido Bi:YIG kristalizuotis nepažeidžiant dielektrinio veidrodžio.
Tačiau naudojant Ce:YIG (ideali medžiaga optiniams įrenginiams dėl savo magnetinių ir optinių savybių) iškilo problemų, nes oro poveikis gali sukelti nepageidaujamas chemines reakcijas.
Norėdami to išvengti, mokslininkai sukūrė naują įrenginį, kuris šildo medžiagą vakuume, tai yra be oro, naudojant lazerį. Tai leidžia tiksliai šildyti nedidelius plotus (apie 60 mikrometrų), nekeičiant aplinkinių medžiagų.
Poveikis optinėms technologijoms
Goto priduria: „Tikimasi, kad šiuo metodu sukurta skaidri magnetinė medžiaga žymiai paspartins kompaktiškų magneto-optinių izoliatorių, kurie yra būtini stabiliam optiniam ryšiui, kūrimą. Be to, ji atvers kelią galingų miniatiūrinių lazerių gamybai. -raiškos ekranai ir maži optiniai įrenginiai.