Ученые Гарвардского Университета (Harvard University), США в сотрудничестве с исследователями из фирмы Хамаматсу Фотоникс (Hamamatsu Photonics), Япония впервые продемонстрировали новый вид полупроводниковых лазеров, обладающих совершенно уникальной – управляемой поляризацией излучения.

Научное руководство групппой осуществлял проф. прикладной физики Университета Федерико Капассо (Federico Capasso). Результаты разработок опубликованы в журнале Applied Physics Letters (Semiconductor lasers with integrated plasmonic polarizers) и запатенованы Гарвардским Университетом.

Исследователи из Гарварда: Нанфанг Ю (Nanfang Yu) и проф. Капассо (Фото: Eliza Grinnell)

Поляризация излучения – одно из ключевых свойств лазерного пучка. Возможность выбора и контроля поляризации означает необыкновенно важный шаг в направлении создания гибких лазерных систем, свойства которых могут быть заданы и настроены в зависимости от конкретного применения. Как говорит проф. Капассо, новизна научного подхода к разработке нового полупроводникового лазера, созданного его командой, от традиционных заключается в том, что поляризация излучения осуществляется не с помощью присоединяемых к лазеру громоздких, дорогих и сложных в управлении поляризационных оптических приспособлений, а непосредственным интегрированием поляризатора в торец лазерного кристалла. По мнению проф. Капассо такой подход вполне пригоден и для любых твердотельных лазеров практически во всем диапазоне генерируемых ими длин волн.

Демонстрация лазера с управляемой поляризацией излучения (Изображение: лаборатория проф. Капассо, Гарвардский Университет)

Ученые «сваяли» металлическую насадку – плазмонный поляризатор, непосредственно на выходном торце квантово-каскадного лазера. Данный лазер излучает на длине волны 10 мкм (средний инфракрасный диапазон, где имеется окно высокой прозрачности атмосферы). Группа сумела получить и контролировать состояние линейно –поляризованного излучения в произвольном направлении и излучения с круговой поляризацией.

Перестраиваемые источники когерентного излучения с регулируемой и задаваемой поляризацией очень важны и полезны в широком диапазоне приложений. Например, системы спутниковой связи используют пучки с двумя ортогональными плоскостями поляризации для удвоения емкости каналов; излучатели с круговой поляризацией используются для распознавания биомолекул определенного вида; лазерные источники с изменяемой поляризацией используют в криптографии и т.д.

Евгений Биргер