Группа физиков представила инновационный подход к созданию источников лазерного света — беззеркальный лазер.
Обычные лазеры требуют наличия оптического резонатора, состоящего из зеркал или иных оптических компонентов, обеспечивающих многократное отражение света внутри системы, что способствует возникновению когерентного излучения.
В новой конструкции вместо традиционного резонатора используются атомы, размещённые ближе друг к другу, чем длина волны излучаемого света. При превышении порогового значения их излучение становится синхронизированным и формируется направленный поток света с высокой спектральной чистотой и узкой спектральной линией.
Исследователи провели теоретические расчеты и моделирование для изучения поведения атомных ансамблей. Пока в модели рассматривается только одномерный массив атомов, но авторы исследования не исключают, что другие геометрии, такие как кольцевые и плоские массивы, могут оказаться более эффективными для создания беззеркального лазера.
Ученые подчеркивают, что ожидаемая высокая эффективность может быть достигнута при использовании значительно более крупных ансамблей атомных излучателей, хотя текущие вычислительные возможности моделирования пока не позволяют полноценно рассмотреть такие системы — их реализация, тем не менее, представляется возможной в экспериментах. При этом в рамках моделирования был учтен реалистичный случай, когда расположение атомных источников отличается от идеальной периодической структуры. Модель показала, что нарушения регулярности снижают интенсивность излучения, однако спектральная ширина и положение спектрального пика остаются практически неизменными.
Ученые прогнозируют, что будущие лазеры на такой основе станут исключительно малогабаритными за счёт отказа от стандартных оптических зеркал.
Что ж, осталось лишь дождаться, когда эти устройства перейдут из теории на практику.