Российские ученые встроят «лазерную» лабораторию в смартфон
Команда российских физиков совместно с коллегами из Швейцарии разработала технологию, которая позволит превратить смартфон в высокоточную лазерную установку. Пара встроенных чипов даст возможность по составу воздуха обнаружить опасность или поставить диагноз по дыханию. Описание технологии приводит журнал Nature Physics.
Суть технологииВ 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.
Объем резонатора – около 1 куб. см, в 100 тыс. раз меньше существующих решений
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 разработкиОдин 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.