Физики Новосибирского государственного университета впервые добились лазерной генерации в миниатюрном цилиндрическом микрорезонаторе из теллуритового стекла, легированного эрбием. Диаметр устройства сопоставим с толщиной человеческого волоса, а для накачки использовался доступный широкополосный лазерный диод с длиной волны 976 нм, что ранее считалось невозможным. Результаты опубликованы в журнале Optics Letters.
В цилиндрических микрорезонаторах свет движется по спирали, отражаясь от внешней поверхности стенки оптоволокна — эффект, аналогичный акустическому феномену «шепчущей галереи», когда волны распространяются вдоль изогнутой поверхности почти без потерь. В отличие от сферических резонаторов, цилиндрическая форма позволяет перестраивать длину волны и переключать режимы работы, что существенно расширяет область применения устройства. Излучение накачки вводится через коническое волокно размером в единицы микрон — в десятки раз тоньше человеческого волоса.
Лазер работает в спектральных диапазонах C и L (1530–1610 нм), которые используются в телекоммуникациях и оптоволоконных сетях, включая Интернет. Устройство демонстрирует генерацию с узкой спектральной линией, что подтверждено экспериментально. Как отметила аспирантка НГУ Наталья Макарова, полученные результаты подтверждают потенциал таких резонаторов как компактных, перестраиваемых и узкополосных лазерных источников для интегральной фотоники и телекоммуникаций.
Чрезвычайно узкий спектр лазера открывает перспективы для детектирования единичных молекул, а не только их скоплений. По словам исследовательницы, это может позволить выявлять онкологические заболевания на самых ранних стадиях — когда в организме появляются первые единичные молекулы раковых клеток, которые другая аппаратура просто не «видит». Разработка также может найти применение в спутниковой навигации и системах связи.
