Физики впервые создали лазер в порошке, «заманивающем в ловушку» свет, они сообщают в газете в выпуске этой недели Physical Review Letters.Стандартные лазеры используют пару зеркал для подпрыгивания световой волны назад и вперед через каверну, содержащую материал или газ, атомы которого «накачаны» в более высокое энергетическое государство внешним источником света. Каждый раз, когда фотон поражает взволнованный атом, атом отступает к более низкому энергетическому государству при испускании фотона с той же длиной волны и направлением. Когда достаточно атомов в лазерной каверне взволновано, процесс может усилить луч света.
Бригада во главе с Хой Цао из Северо-Западного университета в Эванстоне, Иллинойс, оказала подобное влияние в порошке полупроводника мелкого помола. В 1997 бригада голландских и итальянских ученых продемонстрировала, что такой порошок может заманить в ловушку или «локализовать» свет. Из-за его высокого показателя преломления порошок сильно рассеивает световые волны, живые фотоны назад и вперед как автомат для игры в пинбол. Но если зерно достаточно близко – меньше, чем длина волны рассеянного света – пути фотонов формируют замкнутые контуры.
Они много раз проходят через то же зерно, как свет обычного лазера много раз проходит через каверну между зеркалами. Если атомы в зерне были накачаны к более высокому энергетическому государству, процесс мог усилить свет.Для испытания этой идеи бригада в Северо-Западном университете подготовила порошковые мембраны оксида цинка, и галлий азотируют, с частицами приблизительно 100 миллимикронов в диаметре. Они сияли лазерный свет на мембраны, чтобы «накачать» их атомы.
Тогда они направили луч исследования на образец и измерили общую интенсивность рассеянного света. Бригада заметила это, когда лазер насоса достиг определенной энергии, интенсивности света, излучаемого образцом, увеличенным резко.
Они пришли к заключению, что свет был усилен; порошок стал лазером. «Что мы думаем, происходит, то, что легкие путешествия в тех петлях и каждый из этих замкнутых контуров формируют каверну», говорит член команды Эрик Силиг.Физик Роберто Ригини из европейской Лаборатории для Нелинейной Спектроскопии во Флоренции, одном из ученых, продемонстрировавших, что порошки могут заманить в ловушку свет, говорит, что это – первый раз, когда исследователи продемонстрировали, что лазерное увеличение может также иметь место в порошке. «Бумага довольно убедительна», комментирует он. «Это исследование вызовет больше экспериментов».