РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Луч звука: Акустический лазер

Поначалу это была просто любопытная идея. Теперь она стала реальностью, а скоро может послужить основой для массы новых технологий. Речь о «сазере», устройстве, работающем на манер обыкновенного лазера, но вместо излучения использующем звук.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Сазер» — звуковой аналог лазера, создающий унифицированные «лучи» звуковых волн. По мнению создателей устройства, английского профессора Энтони Кента (Anthony Kent) и Бориса Главина, его коллеги из украинского Института физики полупроводников имени Лашкарева, оно может стать почти столь же значимым для технологий 21-го века, как стал лазер для технологий века 20-го. Он может найти применение в будущих компьютерах, системах отображения изображений и даже в защите от террористических атак. Впрочем, обо всем по порядку.

Лазер создает пучки излучения, которое характеризуется монохроматичностью (все входящие в него волны имеют строго одинаковую длину волны) и когерентностью (все волны колеблются в одинаковой фазе, одновременно достигают максимума и минимума). Разные типы лазеров работают на разных длинах волн, создавая лучи в микроволновом, ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном, рентгеновском диапазонах. Но в любом случае они работают с электромагнитными волнами, а значит — с составляющими их элементарными частицами-фотонами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В отличие от них, для «сазера» (saser, соединение sound и laser — дальше мы будем писать это слово без кавычек) частицами служат фононы, своего рода кванты вибрационного движения. Напомним, что звук представляет собой вибрацию воздуха, проходящую через него продольную волну.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Упорядоченный поток фононов образуется и усиливается при прохождении через микроскопическую ячеистую структуру, состоящую из примерно 50-ти очень тонких (в несколько атомов шириной) полупроводниковых слоев — арсенида галлия, чередующегося с арсенидом алюминия. Фонон, попадая в эту структуру, стимулируется внешним источником энергии (световым пучком) и, снова и снова отражаясь от слоев полупроводника, создает новые синхронизированные фононы, пока не покинет ее в виде высокочастотного когерентного звукового «луча». Пучок этот колеблется с терагерцовой частотой, соответственно, длина его волны имеет нанометровый порядок.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Такой полупроводниковый «бутерброд» может использоваться не только для создания упорядоченной звуковой волны, но и для манипуляции ею, и для ее детектирования, что и дает устройству массу возможных применений. К примеру, его можно использовать для «просвечивания» материалов в поисках дефектов, размеры которых сравнимы с длиной волны — то есть, на нанометровом уровне. Это крайне полезно для работы с современными миниатюрными микросхемами. Кроме того, воздействие таких высокочастотных колебаний может менять электрические свойства наноструктур, а значит, сазер найдет применение в компьютерах будущего.

Сам Энтони Кент говорит: «Хотя работа над сазером была вдохновлена скорее научным, чем практическим интересом, я чувствую, что технология эта имеет все шансы совершить революцию в области акустики, такую же, какую совершили лазеры в оптике за 50 лет с момента их открытия». К его словам стоит прислушаться: ученые уже получили грант на развитие своей технологии, и внушительная сумма в 636 тыс. фунтов стерлингов может свидетельствовать о том, что и другие специалисты считают ее весьма и весьма перспективной.

Читайте также о том, как ученые создали звуковую «черную дыру»: «Без звука».

Загрузка статьи...