Laserski pogon u susret skoku: Sljedeća generacija magnetskih uređaja za kontrolu svjetla je rođena!

Nedavno je nova tehnologija laserskog zagrijavanja japanske istraživačke skupine utrla put naprednim optičkim komunikacijskim uređajima integracijom prozirnih magnetskih materijala u optičke krugove.
Proboj je nedavno objavljen u časopisu Optical Materials. To je ključno za integraciju magnetooptičkih materijala i optičkih sklopova, što je dugo bio veliki izazov u ovom području. Obećava napredak u kompaktnim magneto-optičkim izolatorima, minijaturiziranim laserima, zaslonima visoke razlučivosti i malim optičkim uređajima.
Lasersko zagrijavanje prozirnih magnetskih materijala
Konkretno, istraživači sa Sveučilišta Tohoku (Japan) i Toyohashi University of Technology (Japan) razvili su novu metodu za proizvodnju prozirnih magnetskih materijala pomoću laserskog zagrijavanja.
"Ključ ovog postignuća je stvaranje 'cerijem supstituiranog itrijevo željeznog granata' (Ce:YIG), prozirnog magnetskog materijala, korištenjem specijalizirane tehnike laserskog zagrijavanja", rekao je Taichi Kawasaki, izvanredni profesor na Istraživačkom institutu za elektroniku i Communication (RIEC) na Sveučilištu Tohoku i koautor studije. Taichi Goto, koautor studije, primijetio je: "Ovaj pristup probija kritično usko grlo integriranja magnetooptičkih materijala s optičkim krugovima bez njihovog oštećenja - problem koji je spriječio napredak u minijaturizaciji optičkih komunikacijskih uređaja."
Magnetooptički izolatori u optičkim komunikacijama
Magneto-optički izolatori ključni su za osiguranje stabilne optičke komunikacije. Djeluju kao vodič za prometne signale, omogućujući im kretanje u jednom smjeru, ali ne iu drugom. Integracija ovih izolatora u fotonske krugove temeljene na siliciju izazovna je zbog visokotemperaturnih procesa koji su obično uključeni.
Zbog ove poteškoće, Taichi Goto i njegovi kolege svoju su pozornost usmjerili na lasersko žarenje - tehniku ​​koja koristi laser za selektivno zagrijavanje određenih područja materijala. To omogućuje preciznu kontrolu, utječući samo na ciljano područje, ali ne i na okolno područje.
Prethodna istraživanja koristila su ga za selektivno zagrijavanje bizmutom supstituiranih itrijevo-željeznih granata (Bi: YIG) filmova nanesenih na dielektrična zrcala. To je omogućilo Bi:YIG kristalizaciju bez utjecaja na dielektrično zrcalo.
Međutim, problemi su se pojavili kod korištenja Ce:YIG (idealan materijal za optičke uređaje zbog svojih magnetskih i optičkih svojstava), jer bi izlaganje zraku moglo dovesti do neželjenih kemijskih reakcija.
Kako bi to izbjegli, istraživači su osmislili novi uređaj koji laserom zagrijava materijal u vakuumu, odnosno bez zraka. To omogućuje precizno zagrijavanje malih područja (oko 60 mikrometara) bez mijenjanja okolnog materijala.
Implikacije za optičku tehnologiju
Goto dodaje: "Očekuje se da će prozirni magnetski materijal stvoren ovom metodom značajno unaprijediti razvoj kompaktnih magneto-optičkih izolatora, koji su ključni za stabilne optičke komunikacije. Osim toga, otvara put za proizvodnju snažnih minijaturiziranih lasera, visokih -zasloni rezolucije i mali optički uređaji."