Химические лаборатории и газоанализаторы могут появиться в смартфонах

Фото: m24.ru/Александр Авилов

Российские и швейцарские физики разработали методику управления поведением света, которая позволит создать компактные химические лаборатории и газоанализаторы. Они будут настолько маленькими, что их можно будет устанавливать в смартфоны, сообщает РИА Новости.

По словам научного директора Российского квантового Центра в Москве и профессора МГУ имени Ломоносова Михаила Городецкого, если чипы на основе методики встроить в телефон, то он сможет по дыханию пользователя определять болезни и состав воздуха, которым тот дышит.

В начале 2016 года группа ученых уже представила фотонный чип, который позволяет получать лазерный луч со спектром похожим на гребенку. Обычно для получения такого эффекта используется громоздкая и дорогостоящая система лазеров.

Сократить размеры излучателя получилось благодаря открытию исследователей: стабильные импульсы с таким спектром могут возникать даже в очень маленьких оптических резонаторах.

По словам физика, разработанная его группой технология позволит уменьшить стандартный прибор такого типа в сто тысяч раз. Вместо коробки метрового размера, получится чип объемом не более кубического сантиметра.

Такие "гребенчатые" спектры позволят в разы улучшить точность GPS-приемников, часов, спектрометров и астрономических приборов. Это достигается благодаря возможности конвертировать сигналы из радиочастотной части спектра в оптический диапазон и наоборот.

Основа прибора – микрорезонатор. Он выглядит как диск или кольцо–"бублик" из очень прозрачного материала, например, нитрида кремния или фторида магния. Свет в нем двигается по кругу, отражаясь от стенок. При определенных условиях непрерывная волна превращается в набор очень коротких импульсов – солитонов, которые и дают стабильные гребенчатые спектры.

Команда ученых улучшила работу устройства при помощи технологий из радиотехники. Физики научившись следить за поведением импульсов света внутри и управлять их движением.

Это позволило российским и швейцарским ученым добиться чрезвычайно высокой чистоты сигнала и при этом избежать вмешательства в движение импульсов по бесконечному "кольцу света". При этом "железо" устройства производится в России. Кристаллические микрорезонаторы научились делать в Российском квантовом центре. Швейцарские коллеги высоко оценили их потенциал.

Помимо химического анализа, такие "гребенки" и производящие их резонаторы можно применять для создания компактных инструментов для орбитальных обсерваторий и прочих спутников, куда установить "обычную" лазерную установку невозможно из-за ее размеров и объема потребляемой энергии.