FOM

FOM - Stichting voor fundamenteel onderzoek der materie - print-logo

URL voor deze pagina:
https://www.fom.nl/nieuws/persberichten/2007/03/07/amsterdamse-en-twentse-theoretisch-natuurkundigen-bedenken-kleinst-mogelijke-laser/

Geprint op:
7 december 2016
19:14:46

Het is mogelijk om nog kleinere lasers te maken, maar het houdt wel een keer op. Dat toonden theoretisch natuurkundigen dr. Tom Savels (AMOLF), prof.dr. Ad Lagendijk (AMOLF en Universiteit Twente) en dr. Allard Mosk (Universiteit Twente) aan. Hun - theoretische - onderzoek laat zien dat lasers met vijf atomen ook heel goed functioneren en dat je zelfs genoeg hebt aan twee atomen voor een lasersysteem. Steeds is één van de atomen 'gepompt', dat wil zeggen met energie geladen; de andere fungeert als 'spiegel' en zorgt voor terugkoppeling. Er zijn geen macroscopische spiegels of trilholtes nodig om laserwerking te kunnen waarnemen. 

Limiet
De uitgangsvraag van de onderzoekers was: wat is eigenlijk de limiet? Wat is het kleinst mogelijke aantal atomen dat je nodig hebt om een laser te bouwen? Tien, twintig, veel meer? Dit speelt in het kader van de almaar voortdurende technische doorbraken die miniaturisatie mogelijk maken en van de zoektocht naar steeds kleinere lichtbronnen. Schaalverkleining van lasersystemen maakt het mogelijk lasers te integreren in steeds complexere systemen. Aanvankelijk dachten Lagendijk en Savels dat de magische grens veel hoger zou liggen, maar tot hun verrassing kwamen ze uit bij twee. 

Rust in de tent
Een laser verschilt van 'gewoon' licht of ledlicht in die zin, dat in laserlicht één kleur domineert naarmate het licht intenser wordt. Savels stelde in zijn onderzoek vast dat die dominantie toeneemt naarmate het aantal atomen groter is. Deze vaststelling bracht rust in de gelederen der onderzoekers waar tot nu toe - bij gebrek aan een goede definitie - geen consensus bestond over wat een laser precies is. Savels, Lagendijk en Mosk maakten de afgelopen jaren veel wetenschappelijke congressen mee, waar hun collega's het nog wel met elkaar eens waren als het om grote lasers ging, maar waar zij het gruwelijk oneens waren als ze het over kleine lasers hadden. Het promotieonderzoek van Savels behelst een voorstel tot consensus: iets is een laser als - wanneer je er meer energie in stopt - de dominantie van één kleur toeneemt. 

Experimenten
Dit onderzoek kan bijdragen op twee fronten. De voorspelde laserwerking geldt niet alleen voor atomen, maar voor een breed scala aan microscopische objecten zoals quantum dots (kunstmatige atomen), moleculen of DNA-ketens en kan zo tot interessante experimenten en toepassingen leiden. Daarnaast kan het onderzoek inzicht bieden in de processen die op microscopische schaal de laserdynamica beheersen om verdere technologische miniaturisatie te optimaliseren. 

De titel van het artikel luidt: Gain narrowing in few-atom systems. Het verschijnt in Physical Review Letters in maart 2007. De auteurs zijn: dr. Tom Savels (AMOLF), dr. Allard P. Mosk (Universiteit Twente) en prof. dr. Ad Lagendijk (AMOLF en Univeriteit Twente). 

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Tom Savels, telefoon (020) 608 12 34. Hij promoveerde op 14 februari 2007. Zijn proefschrift – Scattering lasers: an exploration of the smallest lasers possible – is bij hem op te vragen of te downloaden via www.amolf.nl of www.randomlasers.com.