Исследованием руководили профессор Амалия Патане (Amalia Patané) из Ноттингемского университета (University of Nottingham) и профессор Джон Тиш (John W. G. Tisch) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London).
В основе разработки лежат два элемента. Первый — это лазерный источник, который генерирует чрезвычайно короткие вспышки ультрафиолетового света длительностью в фемтосекунды (одна квадриллионная часть секунды, 10-15). Для этого используется метод каскадного преобразования частоты в специальных оптических кристаллах. Второй ключевой элемент — это высокочувствительный детектор, созданный на основе атомарно тонкого полупроводникового материала, селенида галлия, который способен улавливать эти импульсы при комнатной температуре.
В ходе эксперимента система была использована для передачи информации в открытом пространстве. Лазер кодировал данные в последовательности УФ-импульсов, а тонкопленочный полупроводниковый приемник успешно их принимал и расшифровывал. Ученые обратили внимание на эффективную работу детектора, который показал предсказуемую и сильную реакцию на изменение энергии светового импульса.
Схема работы установки генерации и детектирования фемтосекундных лазерных импульсов УФ-излучения в пространстве. Сообщение кодируется передатчиком излучения и декодируется датчиком-приемником. Сенсор основан на атомарно-тонком полупроводнике, выращенном методом молекулярно-лучевой эпитаксии на 2-дюймовой сапфировой пластине.
Эта технология открывает путь к созданию устройств связи, работающих в условиях отсутствия прямой видимости, поскольку УФ-C излучение хорошо рассеивается в атмосфере. Это свойство может быть востребовано, например, при организации взаимодействия между автономными роботами в сложной городской среде. Используемые материалы и методы производства позволяют в перспективе создавать миниатюрные и интегральные фотонные устройства.
Данная работа демонстрирует практическую возможность построения полного цикла передачи данных с помощью фемтосекундного УФ-излучения. Помимо связи, эта платформа может найти применение в прецизионных научных приборах для спектроскопии и высокоточной микроскопии.
