Ученые из школы инжиниринга и прикладных наук Гарвардского университета (SEAS) в сотрудничестве с исследователями из Hamamatsu Photonics (Япония) впервые продемонстрировали лазеры, у которых колебания испускаемого излучения могут настраиваться и управляться по желанию. Изобретение Гарвардский университет намерен запатентовать.

«Поляризация — одна из главных особенностей, определяющих лазерный луч. Управление поляризацией позволяет начать разработку лазера с небывалой гибкостью луча, предназначенной для определенного применения», объяснил аспирант Федерико Капассо. «Новшество нашего подхода заключается в том, что вместо внешнего регулятора, который потребовал бы массивных и дорогих оптических компонентов, мы встраиваем поляризатор непосредственно на лазерный фасет. Это компактное решение подходит для полупроводниковых и других твердотелых лазеров, начиная от длины волны связи до среднеинфракрасных волн и терагерцового спектра».

Источники света с настраиваемой поляризацией полезны для широкого применения. Например, в спутниковой связи используется две ортогональных поляризации для удвоения пропускной способности канала; источники света с циркулирующей поляризацией необходимы для обнаружения определенных биомолекул; в квантовой    криптографии окажутся полезными лазерные источники со множеством состояний поляризации.

Чтобы добиться желаемых результатов, ученые разработали металлическую структуру, дублирующую поляризатор непосредственно на фасете лазера квантового каскада. Такой лазер испускает волны длиной 10 микронов (в невидимой части спектра, известного как среднеинфракрасный, где атмосфера прозрачна). Группа разработчиков смогла управлять поляризацией, произвольно генерируя линейный и циркулирующий поляризованный свет.