Sistem laser solid-state yang sangat kecil dan sangat efisien, yang telah dibangun oleh para ilmuwan, dapat membuka jalan bagi laser berdaya sangat rendah untuk telekomunikasi dan komputasi optik.
Fisikawan di Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST) dan Stanford Dan Barat laut Universitas telah membuat laser solid-state berukuran mikrometer di mana satu titik kuantum memainkan peran penting dalam kinerja perangkat.
Jika disetel dengan benar, mikrolaser ini akan menyala dengan energi di kisaran sub-mikrowatt – yang membuatnya sangat berguna untuk mentransmisikan sinyal dalam serat optik dan dapat digunakan dalam komputasi optik.
Biasanya, laser memiliki sejumlah besar pemancar yang terbatas dalam rongga optik. Cahaya yang terperangkap dalam rongga optik ini memantulkan bolak-balik sehingga memicu aliran sinar laser yang koheren. Sekitar sepuluh tahun yang lalu, para peneliti membuat laser quantum dot pertama.
Titik kuantum adalah wilayah berskala nano dalam struktur kristal yang dapat memerangkap elektron dan 'lubang', pembawa muatan yang mengangkut arus dalam semikonduktor. Ketika pasangan lubang elektron yang terperangkap bergabung kembali, cahaya dengan frekuensi tertentu akan dipancarkan. Laser titik kuantum telah menarik perhatian karena kemungkinan perangkat komunikasi tertanam tidak hanya untuk mereka ukurannya kecil, tapi karena mereka menyala dengan daya yang jauh lebih kecil dibandingkan laser solid-state yang digunakan dalam DVD pemain.
Tim NIST-Stanford-Northwestern berhasil memproduksi laser 'microdisk' dengan melapisi indium arsenide di atas gallium arsenide. Ketidaksesuaian antara kisi atom dengan ukuran berbeda membentuk pulau indium arsenida, berukuran sekitar 25nm, yang bertindak sebagai titik kuantum. Para fisikawan kemudian membuat piringan berukuran 1,8 mikrometer dan berisi sekitar 130 titik kuantum, yang diletakkan di atas pilar galium arsenida.
Disk tersebut menciptakan efek 'galeri berbisik' di mana cahaya inframerah sekitar 900nm bersirkulasi di sekitar tepi disk. Wilayah resonansi tersebut berisi sekitar 60 titik kuantum, dan bertindak sebagai laser.
Laser dapat distimulasi dengan menggunakan cahaya pada frekuensi non-resonansi untuk memicu emisi cahaya. Namun titik-titik kuantum tidak semuanya identik. Setiap titik berbeda satu sama lain dan itu berarti frekuensi emisinya sedikit berbeda, dan juga sedikit berubah seiring suhu saat titik tersebut mengembang atau menyusut.
Menurut para peneliti, paling banyak satu titik kuantum memiliki karakteristik frekuensi yang sesuai dengan resonansi optik.
Ketika para ilmuwan memvariasikan suhu piringan dari 10K (-263,15 derajat Celcius) hingga 50K (-223,15 derajat Celcius) Celcius), mereka selalu mengamati emisi laser, meskipun mereka memerlukan jumlah energi yang berbeda untuk mengubahnya pada.
Menurut para peneliti, pada semua suhu, beberapa titik kuantum memiliki frekuensi yang cukup dekat dengan resonansi piringan sehingga aksi laser dapat terjadi. Namun pada suhu tertentu, frekuensi satu titik bertepatan persis dengan resonansi piringan, dan emisi laser hanya memerlukan rangsangan terkecil.
Meskipun para ilmuwan mengakui bahwa ini bukanlah laser titik tunggal, mereka mengatakan ini adalah 'kasus di mana satu titik kuantum secara efektif menjalankan pertunjukan.'
Seperti dilansir situs saudara kami IT PRO, peneliti yang bekerja di Toshiba Eropa membuat a terobosan dalam enkripsi kuantum yang akan memperingatkan pengguna jika peretas berhasil mencegat kunci keamanan.
