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Nature封面发表. NTU 研发出第一台电泵浦“拓扑”激光器!

发布时间: 2020-2-26

Nanture,13 februray 2020(封面由松迪设计)


封面设计师:Arvin  学术支持:Echo

项目编号:20191119f-18+


2020年2月份,南洋理工大学张柏乐教授、Yidong Chong教授、王岐捷教授在期刊Nature上发表文章。


文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-1981-x


此次松迪设计的图像被选为nature封面,让我们走进今天的封面故事。


根据NTU(南洋理工大学)官网报道:



电泵浦半导体激光器是当今最常见的激光器类型。它的应用非常广泛,在我们的生活中有很多它的身影,如条形码读取器、激光打印机等。


除此之外,它还被应用到光纤通信和一些新兴应用领域,例如自动驾驶汽车的激光测距传感器。



电泵浦半导体激光器的制造过程是非常严格的,一旦在制造的过程中出现任何的瑕疵,制造出来的激光器就不能正常使用。


NTU电气与电子工程学院的首席科学家王岐捷教授说:“目前的技术在制造和包装过程中总会出现一些小问题, 每批制造的激光设备中都有一部分无法发射激光。” “ 这也正是我们探索光的拓扑状态的动机之一,光的拓扑状态比普通的光波更坚固。”


为了使光子在激光平台上实现拓扑状态,NTU和Leeds(利兹大学)团队设计了 一种谷结构的光子晶体(Valley Photonic Crystal),该设计的灵感来自 二维Valleytronic绝缘子的电子拓扑材料。


图.联合团队展示研究成果


《Nature》杂志在2月13日发表了有关电泵浦半导体激光器研究最新进展,NTU联合英国Leeds(利兹大学)科学家利用理论物理学中的拓扑状态概念制造了 第一台电泵浦“拓扑”激光器。这种激光器被认为有望通过使用现有的半导体技术来提高生产效率。


报道全文链接:

https://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=7033b034-33b7-4983-8ec2-2d3f68d23dbd


在本次封面当中,设计师着重呈现了论文中在取向不同的两个光子晶格间创造的一个三角界面(如下图所示)——由此得到了能释放太赫兹辐射的拓扑边界态。


Electrically pumped topological laser with valley edge modes


封面展示出了此三角界面的倾角方向示意图(如下图所示)。沿着区域分界线三角形上有光场分布,光场强度较为均匀。


整体封面呈现出3D效果,视觉冲击力很强。橙红色光效的运用更增添了炫酷和科技感。



谷结构的光子晶体由布置在三角形晶格中的六边形孔组成(如下图所示),封面中将六边形孔渲染的极具立体感,非常有视觉效果。


图像遵从了论文设计中的细节与原理,内部和外部的孔方向是不一样的,而且有明显的边界(如下图中a所示)。并且在用色上呈现出了离边界越近光就越亮的效果。



太赫兹光( Terahertz Light)已被认定在未来会被广泛的应用在传感,照明和无线通信行业中。由于这种激光器由电驱动, 能为拓扑系统的实际应用开辟出一条道路。


松迪很荣幸有机会见证这一领域的不断发展!



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