Lāzera piedziņa, lai sasniegtu lēcienu: ir dzimusi nākamās paaudzes magnētiskās ierīces gaismas kontrolei!

Nesen Japānas pētniecības grupas jauna lāzera sildīšanas tehnoloģija pavēra ceļu progresīvām optiskām sakaru ierīcēm, integrējot optiskajās shēmās caurspīdīgus magnētiskos materiālus.
Izrāviens nesen tika publicēts žurnālā Optical Materials. Tas ir ļoti svarīgi, lai integrētu magnētiskos optiskos materiālus un optiskās shēmas, kas jau sen ir bijis liels izaicinājums šajā jomā. Tas sola progresu kompaktu magnētisko optisko izolatoru, miniaturizētu lāzeru, augstas izšķirtspējas displeju un mazu optisko ierīču jomā.
Caurspīdīgu magnētisku materiālu lāzera apkure
Konkrēti, Tohoku universitātes (Japāna) un Toyohashi Tehnoloģiju universitātes (Japāna) pētnieki ir izstrādājuši jaunu metodi caurspīdīgu magnētisku materiālu ražošanai, izmantojot lāzera apkuri.
"Šā sasnieguma atslēga ir ar cēriju aizvietota itrija dzelzs granāta (Ce:YIG), caurspīdīga magnētiska materiāla, izveidošana, izmantojot specializētu lāzera sildīšanas paņēmienu," sacīja Elektronikas pētniecības institūta asociētais profesors Taiči Kavasaki. Komunikācija (RIEC) Tohoku Universitātē un pētījuma līdzautors. Taiči Goto, pētījuma līdzautors, atzīmēja: "Šī pieeja izlaužas cauri kritiskajam sašaurinājumam, kas saistīts ar magnētisko optisko materiālu integrēšanu ar optiskajām shēmām, nesabojājot tās - problēma, kas ir kavējusi optisko sakaru ierīču miniaturizācijas attīstību."
Magnetoptiskie izolatori optiskajos sakaros
Magnetoptiskie izolatori ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu stabilus optiskos sakarus. Tie darbojas kā satiksmes signālu vadītājs, ļaujot tiem pārvietoties vienā virzienā, bet ne otrā virzienā. Šo izolatoru integrēšana silīcija bāzes fotoniskajās shēmās ir sarežģīta, jo parasti tiek izmantoti augstas temperatūras procesi.
Šo grūtību dēļ Taichi Goto un viņa kolēģi pievērsa uzmanību lāzera atkausēšanai - metodei, kas izmanto lāzeru, lai selektīvi uzsildītu konkrētas materiāla zonas. Tas nodrošina precīzu kontroli, ietekmējot tikai mērķa apgabalu, nevis apkārtējo zonu.
Iepriekšējie pētījumi to izmantoja, lai selektīvi karsētu ar bismutu aizvietotas itrija dzelzs granāta (Bi: YIG) plēves, kas nogulsnētas uz dielektriskiem spoguļiem. Tas ļāva Bi: YIG kristalizēties, neietekmējot dielektrisko spoguli.
Tomēr problēmas radās, lietojot Ce:YIG (ideāls materiāls optiskām ierīcēm savu magnētisko un optisko īpašību dēļ), jo gaisa iedarbība var izraisīt nevēlamas ķīmiskas reakcijas.
Lai no tā izvairītos, pētnieki izstrādāja jaunu ierīci, kas silda materiālu vakuumā, tas ir, bez gaisa, izmantojot lāzeru. Tas ļauj precīzi uzsildīt nelielas platības (apmēram 60 mikrometrus), nemainot apkārtējo materiālu.
Ietekme uz optisko tehnoloģiju
Goto piebilst: "Paredzams, ka ar šo metodi radītais caurspīdīgais magnētiskais materiāls ievērojami veicinās kompaktu magnētisko optisko izolatoru izstrādi, kas ir būtiski stabiliem optiskajiem sakariem. Turklāt tas paver ceļu jaudīgu miniaturizētu lāzeru izgatavošanai -izšķirtspējas displeji un mazas optiskās ierīces."