Na prvi pogled zvu\u010di gotovo nevjerojatno \u2013 da su istra\u017eiva\u010di iz Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju NIST i JILA, zajedni\u010dkog instituta NIST i Sveu\u010dili\u0161ta Colorado u Boulderu, pokazali novu vrstu laserskih impulsa bez proizvodnje svjetla.<\/p>\n
Novi ure\u0111aj stvara stalne tokove \u201etamnih impulsa\u201c \u2013 ponavljanih opadanja u intenzitetu svjetlosti \u2013 \u0161to je suprotno od svijetlih rafala u tipi\u010dnom pulsnom laseru. Usprkos svom zloslutnom nazivu, tamni pulsni laser zami\u0161ljen je kao alat za obi\u010dnu komunikaciju i mjerenje koji se temelji na frekvencijama infracrvenog svjetla. Ultrakratki laserski impulsi traju samo 90 pikosekundi (trilijunti dio sekunde), \u010dime je ure\u0111aj pogodan za mjerenje u kratkim vremenskim razmacima. Tamni impulsi bi mogli biti korisni u obradi signala, jer se za razliku od svijetlih impulsa \u0161ire bez izobli\u010denja. Tamni impulsi se mogu koristiti kao zatvara\u010d fotoaparata za kontinuirani snop svjetlosti u opti\u010dkim mre\u017eama.<\/p>\n
Kako je opisano u radu objavljenom u \u010dasopisu Optics Express<\/em>, nova tehnologija NIST\/JILA prva je koja stvara tamne impulse izravno iz poluvodi\u010dkih lasera, bez elektri\u010dnih ili opti\u010dkih oblikovanja impulsa, nakon \u0161to su proizvedeni. Infracrveni laser veli\u010dine ra\u010dunalnog \u010dipa stvara svjetlost od milijuna kvantnih to\u010dkica (qdots<\/em>) nanostrukturiranih poluvodi\u010dkih materijala pripravljenih na NIST-u. Kvantni to\u010dkasti laseri poznati su po svom neobi\u010dnom pona\u0161anju.<\/p>\n U novom NIST\/JILA laseru, male elektri\u010dne struje se pu\u0161taju u laser poti\u010du\u0107i kvantne to\u010dke da emitiraju svjetlo. Kvantne to\u010dke su sve iste veli\u010dine \u2013 \u0161iroke oko 10-nanometara (milijarditi dio metra) – i stoga sve one, zbog svog nanostrukturiranog dizajna radi kojeg se pona\u0161aju kao pojedina\u010dni atomi, emitiraju svjetlo na istoj frekvenciji. Struja stvara dovoljno energije da poja\u010da emisije iz kolektivnih to\u010dkica, stvaraju\u0107i posebna obilje\u017eja laserske svjetlosti.<\/p>\n Novi laser ovisi o neuobi\u010dajenoj energetskoj dinamici kvantnih to\u010daka, koje imaju u\u010dinak stabiliziranja tamnih impulsa. Nakon \u0161to emitiraju svjetlost, kvantne to\u010dke brzo obnavljaju energiju (za oko 1 pikosekundu), ali ipak sporije (za oko 200 pikosekundi) od energetskih inputa podrijetlom izvan kvantnih to\u010daka u laseru. To stvara rast ukupnih energetskih dobitaka koje postupno ustupaju mjesto ukupnim energetskim gubicima. Na kraju, laser dosi\u017ee stabilno stanje ponavljanjem kratkih opadanja intenziteta – pad od oko 70 posto – od kontinuiranog svjetla pozadine.<\/p>\n Tamni pulsni laser razvijen je u bliskoj suradnji izme\u0111u NIST-ovih stru\u010dnjaka za kvantne to\u010dke te konstrukciju i proizvodnju poluvodi\u010dkih lasera te JILA-ovih stru\u010dnjaka za ultrabrze lasere i srodna mjerenja. Na NIST-u su u tijeku istra\u017eivanja razvoja kvantnih to\u010dkastih lasera te razvoja modeliranja, proizvodnje i novih mjernih metoda za poluvodi\u010dke nanostrukture kao \u0161to su kvantne to\u010dke. Op\u0107enito, poluvodi\u010dki laseri se razmatraju za mnoge napredne primjene, kao \u0161to su nove generacije atomskih satova<\/a> zasnovanih na opti\u010dkim frekvencijama, za \u0161to su veliki laseri skupi i slo\u017eeni.<\/p>\n