Ольга ГРАБСКАЯ
Самый мoщный и cамый выcoкoчаcтoтный акуcтичеcкий лазер, разрабoтанный группoй британcких и украинcких физикoв, в cкoрoм будущем coвершит перевoрoт в технике и oткрoет мнoжеcтвo вoзмoжнocтей для coздания новых методов иccледования.
Ученым впервые удалоcь продемонcтрировать работу т.н. акуcтичеcкого лазера, обладающего большой мощноcтью и функционирующего в терагерцевой облаcти звуковых колебаний. Как и привычные теперь уже всем оптические лазеры, акустический лазер создает нерасходящийся поток колебаний. Однако вместо колебаний электромагнитных волн света в нем колеблется воздушное пространство.
Это не первая работающая модель акустического лазера, однако, как отмечает один из авторов разработки Тони КЕНТ из
Ноттингемского университета в Великобритании, ученым впервые удалось получить акустический лазер, работающий в терагерцевом диапазоне частот. Терагерцевые акустические волны обладают намного большей частотой, чем ультразвук, используемый в диагностических целях в медицине. На сегодня этот тип звуковых волн является не более чем физической экзотикой, однако, по словам Кента, умение получать такие звуковые колебания в виде управляемых пучков может привести к новым, совершенно неожиданным идеям их применения.
«Полвека назад многие выдающиеся ученые тоже были убеждены, что оптические лазеры являются не более чем научной забавой, – сказал Кент. – А сегодня эти лазеры используются повсеместно – от промышленной индустрии до хранения цифровой информации».
Сам акустический лазер представляет собой стопку полупроводниковых пластин – арсенидов галлия и алюминия. Верхняя часть этой стопки освещается очень интенсивным светом, что приводит к возбуждению электронов в объеме материала пластины и возникновению в ней акустических или, как говорят физики, фононных колебаний. Эти колебания распространяются вдоль всей стопки пластин, отражаясь от их поверхности. Пространство между пластинами подобрано таким образом, что слабые отражения звуковых колебаний оказываются синхронными, благодаря чему суммируются, создавая очень интенсивные звуковые волны.
Эти синхронные звуковые колебания, отражаясь, возвращаются к самой верхней пластине в стопке, усиливая ее и без того очень интенсивные колебания. В результате устройство превращается в очень мощный источник звуковых колебаний, распространяющихся в виде узкого пучка. Этот пучок звуковых колебаний ученым удалось зафиксировать с помощью аналогичной платины, установленной на некотором удалении от акустического лазера по возбуждению в ней акустических колебаний – фононов.
Одним из возможных применений акустических лазеров, считает Кент, может быть управление электронными свойствами полупроводников, что позволит создавать микропроцессоры, работающие на терагерцевых частотах и обладающие недостижимой на сегодня вычислительной мощностью.
