Yo konprann ke yon nouvo kalite aparèy yo rele yon lazè topolojik ka emèt limyè pi efikas pase lazè tradisyonèl yo. Koulye a, syantis yo te kreye premye lazè elektrik-kondwi ki travay nan tanperati chanm, ki ka itilize nan jaden an nan telekominikasyon.
Topoloji se yon branch nan matematik ki etidye ki aspè nan fòm ka siviv deformation. Pa egzanp, yon objè ki gen fòm tankou yon bag ka defòme nan fòm yon tas, ak twou a nan bag la fòme twou a nan manch lan nan koup la. Sepandan, objè sa a pa ka chanje nan yon fòm fondamantalman diferan, ki pa pore.
Sèvi ak pèspektiv nan topoloji, chèchè devlope premye izolasyon elektwonik topolojik nan 2007. Sa a se izolasyon sa a entèn entèn izole ak ekstèn kondiktif. Elektwonik k ap deplase ansanm bor yo oswa sifas nan materyèl sa yo fòtman reziste nenpòt entèferans ki ka chanje koule yo, epi yo rele "topolojikman pwoteje".
Lè sa a, syantis yo Lè sa a, fèt izolasyon foton nan ki limyè se menm jan an pwoteje. Materyèl sa yo gen chanjman regilye nan estrikti, se konsa ke limyè de yon vag espesifik koule sou eksteryè yo, e pa gen okenn gaye oswa pèt menm nan kwen ak domaj.
Pwochen etap la se devlope lazè ki gen ladan pwoteksyon topolojik. Sa a kalite lazè topolojik ka sèlman pwodwi limyè de yon sèl vag vle, olye pou yo gaspiye enèji pa pwodwi vag vle. Anplis de sa, "yo pa trè sansib a domaj ki ka rive pandan fabrikasyon oswa operasyon", ki vle di ke menm si yo gen domaj, yo pral pwodwi limyè pi bon kalite sa yo, te di Mercedeh Khajavikhan, yon fizisyen nan Inivèsite Kalifòni nan Los Angeles. Se poutèt sa, Lazè topolojik ka wè pi wo pwodiksyon ak plis pèfòmans pwisan nan pwosesis pwodiksyon an.
Sepandan, premye lazè topoloji mande pou yon lazè ekstèn pou eksite yo nan travay, ki limite aplikasyon pou pratik. Dènyèman, syantis yo te devlope elektrikman kondwi lazè topolojik, men lazè sa yo mande pou yon tanperati ki ba nan -264 °C, ki tou limite aplikasyon yo.
Otè etid la plon Jae-Hyuck Choi nan Inivèsite Kalifòni, Khajavikhan, ak lòt kòlèg li yo te devlope premye chanm elektrik la ponpe lazè. Yo te detaye rezilta yo nan 8 jen nan kominikasyon natirèl.
Nouvo aparèy la konsiste de yon rezo bag 10×10, chak bag 30 mikwòb lajè. Bag sa yo konekte youn ak lòt pa ti bag rektangilè sou 5 mikwòb lajè. Tout bag sa yo se estrikti sandwich ki konpoze de semi-kondiktè multilayer, tankou asenid endyen, fosfò endyòm, ak endyòm asenid endyòm.
Lazè tradisyonèl la gen yon sèl kavite rezonab ki magazen enèji limyè, pou ke li ka jenere limyè lazè. Yon fason pou ogmante pouvwa pwodiksyon an nan yon lazè se bay li yon pi gwo twou san fon, men sa a pral lakòz lazè a emèt frekans miltip olye pou yo youn. Khajavikhan te di ke nouvo lazè topoloji sa a sèvi ak 10×10 bag kadriyaj kòm plizyè resonab koup, "jis tankou bati yon kay ak chanm miltip" ede emèt limyè yon sèl-vag.
Lè elektwòd yo nan kwen an nan etalaj la yo elektrik ponpe nan kadriyaj la, halo a pwodui limyè lazè ak yon vag nan 1.5 mikwòb, ki se pi souvan itilize vag nan kominikasyon fib optik. Gwosè a ak jeometri nan bag yo, kote ki genyen ant bag yo, ak epesè espesifik la ak konpozisyon nan kouch yo semi-kondiktè ede asire ke limyè a nan lazè a se topolojik pwoteje.
Pwoteksyon topolojik ede travay lazè a, menm si kèk bag yo pral pèdi. Topoloji a nan aparèy la tou ede asire ke limyè a li emèt se prèske tout vag yo obligatwa-yon etalaj menm jan an, kote bag la se yon ti kras diferan, se konsa topoloji a diferan, epi li emèt mwens limyè konpoze de plizyè vag diferan. Spectre pi.
"Foton topolojik te fè li posib pou enkoneksyon an nan plizyè rezonatè reyalize nouvo ak amelyore fonksyon," Khajavikhan te di. "Soti nan medya sosyal nan ekosistèm byolojik, koneksyon detèmine fonksyon rezo, Jwe yon wòl enpòtan nan siksè ak detèminasyon."
