Физики разработали методику на основе красного и зеленого лазеров, позволяющую быстро и бесконтактно измерять теплопроводность материалов. Эта характеристика важна, поскольку перегрев электронных компонентов таких устройств, как лазеры и детекторы, может вывести их из строя. Прибор на основе новой методики по точности не уступает аналогам, но при этом проще и в десять раз дешевле в изготовлении, а также работает при комнатной температуре.

Используя его показания, авторы изготовили датчик терагерцового излучения, который также дешев в производстве и не требует охлаждения, а потому может использоваться в медицинской диагностике и в устройствах для просвечивания багажа.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Современные электронные устройства становятся все более миниатюрными и достигают наномасштабов (миллионных долей миллиметра). При этом они обладают уникальными свойствами, например, наноразмерные лазеры и детекторы оказываются в разы точнее и чувствительнее, чем их макроразмерные аналоги.

Однако работа микро- и наноразмерных устройств сильно зависит от температуры, поскольку нагрев может уменьшать их способность проводить электрический ток, а в случае лазеров — изменять длину волны, с которой они испускают свет. Поэтому исследователи разрабатывают методики, которые позволят точно измерять и контролировать теплопроводность электронных компонентов, то есть их способность нагреваться. С их помощью можно оценить, есть ли риск перегрева устройства и выхода его из строя.

Ученые из ООО «Терагерцовая Фотоника» (Резидент «Сколково», Санкт-Петербург), Образовательного центра «Энергоэффективные инженерные системы» Университета ИТМО (Санкт-Петербург) и Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (Санкт-Петербург) разработали новую методику, которая позволяет быстро, легко и бесконтактно измерять теплопроводность объемных и наноразмерных тонкопленочных образцов без разрушения.

Устройство состоит из двух лазеров: излучение первого — лазера накачки — на длине волны зеленого цвета нагревает образец, а отраженное от образца излучение второго — зондирующего лазера — на длине волны красного цвета используется для измерения теплопроводности.