Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 74 стр.

     Фотонный кристалл, являющийся неотъемлемой частью нового лазера,
представляет собой полупрозрачный диэлектрик с определенной периоди-
ческой структурой и уникальными оптическими свойствами. Уникальность
его заключается в том, что фотонный кристалл обеспечивает почти полное
управление движением проходящего через него света. Такие возможности
достигаются за счет наличия в кристалле диэлектрика равномерно распреде-
ленных мельчайших отверстий. Их диаметр подобран таким образом, что они
пропускают световые волны лишь определенной длины, а остальные частич-
но отражают или поглощают. При определенном физическом воздействии на
кристалл, например, звуковыми волнами, длина световой волны, пропускае-
мой кристаллом, и направление ее движения могут значительно меняться.
     Многокаскадный полупроводниковый лазер представляет собой этакий
“сэндвич”, состоящий из нескольких (более двух) тончайших, в несколько
нанометров толщиной, чередующихся слоев полупроводника с несколько
отличающейся проводимостью. Если приложить к разным концам такого
сэндвича электрическое напряжение, то электроны потекут сквозь эти слои
весьма специфичным образом: накопив достаточно энергии, они синхронно
“перепрыгивают” сквозь слой (выражаясь научно, падают в квантовую яму),
излучая затраченную на переход энергию в виде фотонов. Характерной
особенностью такого лазера является то, что он излучает непрерывно
и равномерно, строго параллельно плоскости, в которой лежат слои
полупроводников (см. рисунок).
     Теперь ученым удалось совместить эти две разработки, что называется
“два в одном”. На сайте Physics Web со ссылкой на журнал Science Express
опубликована статья, в которой сообщается, что сотрудниками Bell Labs был
создан первый образец подобного прибора.
     Ученым удалось нанести на слои полупроводников, используемых при
изготовлении полупроводникового лазера, гексагонально-симметричную
структуру, характерную для фотонного кристалла. При этом использовалась
уникальная электронно-лучевая литографическая установка, расположенная в
штаб-квартире Bell Labs в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси. Полученный в
итоге лазерный излучатель имеет размер всего 50 микрон, что вдвое тоньше
диаметра человеческого волоса. При помощи встроенных фотонных кристал-
лов удалось направить поток излучения от боков к поверхности пленки и за-
ставить лазер излучать в вертикальном направлении. Таким образом, для ис-
пользования нового лазера не нужны дополнительные устройства фокусиров-
ки, что позволит расширить область применения полупроводниковых лазеров.
Например, теперь их можно будет встраивать в микросхемы. “Этот новый ла-
зер появился исключительно благодаря объединению разрозненных разрабо-
ток в разных областях физики в одном устройстве”, - заявила Черри Мюррей,
старший вице-президент Bell Labs по физическим исследованиям.
     Велика вероятность того, что в будущем микросхемы, содержащие огром-

                                  74