Nowatorstwo i potencjane zastosowania odkrycia zespołu pod kierownictwem prof. Tomasza Czyszanowskiego dostrzeżone w artykule z serii News & Views zamieszczonym w Nature Photonics
W pracy "Boosting the output power of large-aperture lasers by breaking their circular symmetry" opublikowanej w Optica1, zespół naukowców z Instytutu Fizyki Politechniki Łódzkiej, Sieci Łukasiewicz-IMiF, Technical University Berlin i Universitat de les Illes Balears, pracujących pod kierownictwem prof. Tomasza Czyszanowskiego, opisał odkrycie nowego zjawiska polegającego na zwiększeniu mocy optycznej emitowanej przez lasery VCSEL w wyniku złamania ich symetrii cylindrycznej.
Zjawisko to jest wynikiem zniesienia degeneracji stanów optycznych w układach niesymetrycznych, co umożliwia efektywniejszą emisję wymuszoną. W ostatnim wydaniu Nature Photonics dostrzeżono nowatorstwo i znaczenie aplikacyjne tego odkrycia poświęcając mu artykuł z serii News & Views: "Asymmetry brings power boost”2.
Zainteresowanie półprzewodnikowymi laserami typu VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) eksplodowało w ostatnich latach w związku z wykorzystaniem ich do celów trójwymiarowego obrazowania przestrzeni w urządzeniach i pojazdach poruszających się autonomicznie lub monitorujących otaczającą nas przestrzeń. Ilość urządzeń wykorzystujących obecnie lasery typu VCSEL jest bardzo szeroka, począwszy od telefonów komórkowych, poprzez roboty, odkurzacze samobieżne, po samochody i drony. Lasery VCSEL przebyły pasjonującą drogę rozwoju będąc ciekawostką naukową w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych, odnajdując pierwsze bardzo specyficzne zastosowania na początku naszego wieku, aż wreszcie stając się narzędziem dzięki któremu w znacznej mierze następuje przełom w rozpowszechnieniu urządzeń autonomicznych. Atrakcyjność laserów VCSEL wynika z ich cylindrycznej geometrii, która odróżnia je od powszechniej znanych półprzewodnikowych diod laserowych, zwanych także laserami o emisji krawędziowej. Wykorzystanie symetrii cylindrycznej w laserach VCSEL pozwala uzyskać wiązkę laserową o kołowym przekroju i niewielkiej rozbieżności, niemożliwą do uzyskania przez diody laserowe. Symetria cylindryczna wynika również ze specyfiki procesów technologicznych wykorzystywanych w produkcji laserów VCSEL, a także z ludzkiego dążenia do tworzenia struktur uporządkowanych, a zatem symetrycznych.
1 A. Brejnak, M. Gębski, A. K. Sokół, M. Marciniak, M. Wasiak, J. Muszalski, J. A. Lott, I. Fischer, and T. Czyszanowski, "Boosting the output power of large-aperture lasers by breaking their circular symmetry," Optica 8, 1167-1175 (2021). https://doi.org/10.1364/OPTICA.421753
2 Graydon, O. Asymmetry brings power boost. Nat. Photon. 15, 795 (2021). https://doi.org/10.1038/s41566-021-00899-4