อุปกรณ์ไมโครและเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

อุปกรณ์ไมโครและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเลเซอร์
นักวิจัยของสถาบันสารพัดช่าง Rensselaer ได้สร้างอุปกรณ์เลเซอร์นั่นเป็นเพียงความกว้างของเส้นผมมนุษย์ซึ่งจะช่วยให้นักฟิสิกส์ศึกษาคุณสมบัติพื้นฐานของสสารและแสงได้ งานของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์อันทรงเกียรติ ยังสามารถช่วยพัฒนาเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับใช้ในสาขาต่างๆ ตั้งแต่ยาจนถึงการผลิต

ที่เลเซอร์อุปกรณ์ทำจากวัสดุพิเศษที่เรียกว่าฉนวนทอพอโลยีโฟโตนิก ฉนวนทอพอโลยีโทโพโลยีสามารถนำทางโฟตอน (คลื่นและอนุภาคที่ประกอบเป็นแสง) ผ่านทางส่วนต่อประสานพิเศษภายในวัสดุ ในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้อนุภาคเหล่านี้กระจัดกระจายในวัสดุเอง เนื่องจากคุณสมบัตินี้ ฉนวนทอพอโลยีจึงทำให้โฟตอนจำนวนมากทำงานร่วมกันโดยรวมได้ อุปกรณ์เหล่านี้ยังสามารถใช้เป็น "เครื่องจำลองควอนตัม" เชิงทอพอโลยีได้ ช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาปรากฏการณ์ควอนตัม ซึ่งเป็นกฎทางกายภาพที่ควบคุมสสารในขนาดที่เล็กมากในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก
“การโทโพโลยีโทโพโลยีฉนวนที่เราทำนั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว มันทำงานที่อุณหภูมิห้อง นี่คือความก้าวหน้าครั้งสำคัญ ก่อนหน้านี้ การศึกษาดังกล่าวสามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ขนาดใหญ่และมีราคาแพงในการทำให้สารเย็นลงในสุญญากาศเท่านั้น LABS การวิจัยหลายแห่งไม่มีอุปกรณ์ประเภทนี้ ดังนั้นอุปกรณ์ของเราจึงช่วยให้ผู้คนทำการวิจัยฟิสิกส์พื้นฐานประเภทนี้ในห้องปฏิบัติการได้มากขึ้น” ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) ในภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์และผู้อาวุโสกล่าว ผู้เขียนงานวิจัย การศึกษานี้มีขนาดตัวอย่างค่อนข้างเล็ก แต่ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่ายาตัวใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่มีนัยสำคัญในการรักษาโรคทางพันธุกรรมที่หายากนี้ เราตั้งตารอที่จะตรวจสอบผลลัพธ์เหล่านี้เพิ่มเติมในการทดลองทางคลินิกในอนาคต และอาจนำไปสู่ทางเลือกการรักษาใหม่สำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้” แม้ว่าขนาดตัวอย่างของการศึกษาจะค่อนข้างเล็ก แต่ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่ายาชนิดใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่สำคัญในการรักษาโรคทางพันธุกรรมที่หายากนี้ เราตั้งตารอที่จะตรวจสอบผลลัพธ์เหล่านี้เพิ่มเติมในการทดลองทางคลินิกในอนาคต และอาจนำไปสู่ทางเลือกการรักษาใหม่สำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคนี้”
“นี่เป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเลเซอร์เนื่องจากเกณฑ์อุณหภูมิห้องของเรา (ปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการทำงาน) นั้นต่ำกว่าอุปกรณ์แช่แข็งก่อนหน้านี้ถึงเจ็ดเท่า” นักวิจัยกล่าวเสริม นักวิจัยของสถาบัน Rensselaer Polytechnic Institute ใช้เทคนิคเดียวกับที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ใช้ในการผลิตไมโครชิปเพื่อสร้างอุปกรณ์ใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการซ้อนวัสดุประเภทต่างๆ ทีละชั้น ตั้งแต่ระดับอะตอมไปจนถึงระดับโมเลกุล เพื่อสร้างโครงสร้างในอุดมคติที่มีคุณสมบัติเฉพาะ
เพื่อให้อุปกรณ์เลเซอร์นักวิจัยได้พัฒนาแผ่น selenide halide ที่บางเป็นพิเศษ (คริสตัลที่ประกอบด้วยซีเซียม ตะกั่ว และคลอรีน) และสลักโพลีเมอร์ที่มีลวดลายลงบนแผ่นเหล่านั้น พวกเขาประกบแผ่นคริสตัลและโพลีเมอร์เหล่านี้ไว้ระหว่างวัสดุออกไซด์ต่างๆ ส่งผลให้วัตถุมีความหนาประมาณ 2 ไมครอน และยาวและกว้าง 100 ไมครอน (ความกว้างเฉลี่ยของเส้นผมมนุษย์คือ 100 ไมครอน)
เมื่อนักวิจัยฉายเลเซอร์ไปที่อุปกรณ์เลเซอร์ รูปแบบสามเหลี่ยมเรืองแสงปรากฏขึ้นที่อินเทอร์เฟซการออกแบบวัสดุ รูปแบบถูกกำหนดโดยการออกแบบอุปกรณ์และเป็นผลมาจากคุณลักษณะโทโพโลยีของเลเซอร์ “ความสามารถในการศึกษาปรากฏการณ์ควอนตัมที่อุณหภูมิห้องถือเป็นโอกาสที่น่าตื่นเต้น งานเชิงนวัตกรรมของศาสตราจารย์เป่าแสดงให้เห็นว่าวิศวกรรมวัสดุสามารถช่วยเราตอบคำถามที่ใหญ่ที่สุดทางวิทยาศาสตร์ได้” คณบดีฝ่ายวิศวกรรมสถาบันสารพัดช่าง Rensselaer กล่าว