Международный коллектив ученых сделал открытие, важное для повышения эффективности работы лазеров, применяемых, в том числе в медицине.

Научная группа из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (г. Москва, Россия), Назарбаев Университета (г. Астана, Казахстан), Критского центра квантовой запутанности и нанотехнологий (г. Ираклион, Греция), и Греческого фонда науки и технологий (г. Ираклион, Греция) впервые нашла в больших массивах полупроводниковых лазеров так называемые турбулентные химерные состояния, влияющие на свойства лазерных систем.

Химерные состояния в динамических (колебательных) системах были открыты в 2002 г. Свое название они получили потому, что часть системы колеблется согласовано (когерентно), как, в частности, лазерное излучение, а часть – беспорядочно (некогерентно). Химерные состояния играют роль «перехода» между полным порядком (совершенным синхронным колебанием) и полным хаосом (беспорядочным колебанием). Если поведение и размер области когерентности меняется нерегулярно, то такие химерные состояния называют турбулентными. Но как они возникают, оставалось непонятным.

Чтобы понять механизм возникновения и свойства этих необычных состояний, авторы работы изучили большой массив из 200 изначально несинхронизированных полупроводниковых лазеров. Со временем такая лазерная система частично синхронизировалась, а оставшаяся часть показала поведение, характерное для ранее предсказанной турбулентной химеры.

«Мы с коллегами изучили массив именно полупроводниковых лазеров, так как такие массивы связанных нанолазеров уже созданы экспериментально. Однако полагаем, что схожие результаты будут вскоре получены и для массивов других лазеров. Кроме того, лазерные массивы требуют меньших энергетических затрат, чем большие лазеры, и их проще создавать», – отметил ведущий научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Георгиос Циронис.

Теперь ученые планируют найти способ управления турбулентным химерным состоянием, что сделает большие массивы лазеров более эффективными. Открытие может найти применение в фиброскопах, используемых в лазерной медицине, а также различных сенсорах, так как позволит скорректировать картинку, получаемую при зондировании, исключив их нее колебания самой системы связанных лазеров.

Источник – https://ria.ru/science/20170207/1487319068.html