Nii pisike seade, et see on palja silmaga peaaegu nähtamatu, võib saada tulevaste optiliste andurikiipide võtmeks. Colorado Boulderi ülikooli uurimisrühm on välja töötanud suure-jõudlusega võidusõiduraja optilise mikroresonaatori, mis võib märkimisväärselt vähendada valguskadu, avades ukse sellistele rakendustele nagu kemikaalide tuvastamine, navigatsiooniseadmed ja isegi kvantmõõtmine. Vastav artikkel avaldati Applied Physics Lettersi uues numbris.
Selle uurimistöö tulemuseks on optilise lainejuhi mikroresonaatori loomine kiibile. Mikroresonaatori paksus on vaid 1/10 inimese juuksekarvast. Mikroresonaatorit võib mõista kui mikroseadet, mis "püüab valgust kinni". Valgus ringleb selles pidevalt, kogudes järk-järgult intensiivsust. Kui valgus on piisavalt tugev, saavad teadlased seda kasutada mitmesuguste optiliste eritoimingute tegemiseks. Bright, paberi esimene autor
Lu sõnul on nende eesmärk võimaldada sellel seadmel tõhusalt töötada madalama optilise võimsusega.
Meeskond keskendus võidusõiduraja resonaatoritele – seadmele, mis sai nime selle pikliku kuju järgi, mis meenutab võidusõidurada. Nad võtsid kasutusele sujuva kõvera kujunduse, mida nimetatakse "Euleri kõveraks", mida tavaliselt nähakse maanteedel ja raudteedel, sest autod ei saa suurel kiirusel sõites ootamatult täisnurga all pöörata ja sama kehtib ka valguse levimise kohta. Kui see paindub liiga järsult, siis see "libiseb".
Selliste sujuvate painde kasutamine vähendab oluliselt optilisi kadusid, võimaldades footonitel kauem resonaatoris püsida, suurendades seeläbi vastastikmõju. Kui valguskadu on liiga palju, ei suuda resonaator piisavalt valgust koguda ja selle jõudlus väheneb oluliselt.
Mikroresonaatorid valmistati elektronkiire litograafia abil puhtas ruumis. Erinevalt traditsioonilisest fotolitograafiast, mida piirab valguse lainepikkus, suudab see tehnoloogia saavutada sub-nanomeetrilise täpsuse ja sobib mikro-skaala optiliste struktuuride töötlemiseks. Seadme üliväikeste mõõtmete tõttu võib isegi pisike tolm või defektid valguse levikut mõjutada, seega on puhas keskkond ülioluline.
Materjali valik on sama oluline. Meeskond kasutas teatud tüüpi kalkogeniidist pooljuhtklaasi. Seda tüüpi materjalil on kõrge läbipaistvus ja tugevad mittelineaarsed omadused, mistõttu see sobib väga hästi fotooniliste seadmete jaoks. Neid on aga raske töödelda, mistõttu on vaja tasakaalu jõudluse ja tootmisraskuste vahel. Vähendades paindekadusid, lõi meeskond edukalt üli-madala-kaoga seadmeid, mille jõudlus on võrreldav praeguste täiustatud materjalide platvormidega.
Uurimisrühm väitis, et tulevikus peaks sellest mikroresonaatorist saama fotooniliste süsteemide põhikomponent ning seda saab kasutada mikrolaserites, biokeemilistes andurites ja kvantvõrguseadmetes. Lõppeesmärk on arendada see tehnoloogia optilisteks kiipideks, mida saab toota suures mahus.
