Суть технологии
В оптических резонаторах возникают стабильные световые импульсы. Если перестроить лазер, можно оставить лишь один импульс, за свойствами которого предполагается следить в реальном времени. Благодаря возможности управления светом в особых кольцевых резонаторах можно создать компактные и очень точные газоанализаторы.
Фотонные чипы с такими резонаторами способны генерировать лазерные лучи с необычным спектром в форме гребенки. Гребенчатые спектры дают возможность конвертировать сигналы из радиочастотной части спектра в оптический диапазон и наоборот. Анализ гребенки позволит точно определить состав воздуха – атмосферного или выдыхаемого. К слову, в 2005 году физики Джон Холл и Теодор Хэнш получили Нобелевскую премию за генерацию гребенчатых спектров с помощью лазера.
Сегодня для тех же целей используются громоздкие системы с лазерными установками – «коробки метрового размера». Они закупаются лабораториями и стоят достаточно дорого. Новые же чипы вполне можно встроить в смартфон и получить «лабораторию в кармане».
Будущее разработки
Один из авторов исследования Михаил Городецкий в интервью РИА Новости отмечает:
Представьте себе, пара таких чипов будет встроена в ваш Samsung Galaxy 15. Вы подышите на них, и они скажут вам, чем вы больны и состав воздуха, которым вы дышите.
Таким образом, смартфон будет включать микрорезонатор – кольцо или диск из прозрачного материала, к примеру, нитрида кремния или фторида магния. В нем свет будет двигаться по кругу и отражаться от его стенок. Непрерывная волна в определенных условиях превращается в набор солитонов – очень коротких импульсов, которые обеспечивают стабильные гребенчатые спектры. Микрорезонаторы для сигналов высокой чистоты уже делают в Российском квантовом центре.
По словам разработчиков, устройство можно будет использовать не только в смартфонах, но и на орбите. Обычная лазерная установка для космоса слишком громоздкая и потребляет много энергии.
