alkamid bio photo

alkamid

Living in the Cambridge bubble

Github

Tydzień 72/156

W tym tygodniu mój weekend zaczyna się w czwartek, więc czas go podsumować. Żadnego projektu nie ruszyłem z miejsca, bo: w poniedziałek zmogła mnie choroba, we wtorek byłem na sympozjum (poniżej), w środę Rob zajmował sprzęt pomiarowy, a poza tym nie odpowiadali na maile ludzie, którzy muszą mi udostępnić sprzęt. Może się uda nadrobić to wszystko w przyszłym tygodniu.

Artykuł

We wtorek nadeszły dobre wieści: przyjęli naszą publikację w APL. Półka nie najwyższa, nie orientuję się w tym jeszcze zbyt dobrze ale to takie czasopismo dla ciekawych rozwiązań na pograniczu fizyki i inżynierii. Dla mnie miła wiadomość, bo to pierwszy artykuł w który miałem swój malutki wkład. W skrócie prezentujemy sposób na robienie światłowodu na THz QCL, który jest łatwiejszy, tańszy, a jednocześnie równie dobry jak standardowy światłowód metal-metal. Ten ostatni robi się tak: na laser zrobiony w MBE naparowuje się 500nm złota, tak samo na kawałek substratu GaAs, a następnie zgrzewa je się pod wysokim ciśnieniem. Potem obrabia się te zgrzane materiały chemicznie (patrz rysunek poniżej), a na końcu (niepokazane poniżej) naparowuje się jeszcze jedną warstwę złota. W ten sposób można uwięzić światło THz pomiędzy dwiema warstwami metalu — inaczej by nam uciekało ze światłowodu i nie wzmacniałoby emisji z naszego materiału. A jeśli nie ma wzmocnienia, to nie ma lasera.

Standardowa obróbka QCL.
Standardowa obróbka QCL.

Zgrzewanie złota wymaga specjalnej maszyny, której nie mamy w grupie, więc musimy polegać na zewnętrznej firmie. To wprowadza opóźnienia i dodatkowe koszty. Riccardo, nasz postdoc, wymyślił więc podobny proces, ale z użyciem polimeru na bazie BCB. Cienką warstwę — w przeciwieństwie do grubych 500nm — naparowuje się bezpośrednio na materiał, potem nakładamy BCB, a na końcu zgrzewamy sam polimer, do czego wystarczy wysoka temperatura.

Fizycznie światłowód jest ciekawy z dwóch powodów. Primo, polepsza jakość wychodzącej wiązki, a więc ta cieńsza warstwa złota (200-300nm) pozwala na lekkie wyciekanie fali do BCB. To dobrze, bo mamy wtedy mniejszą dyfrakcję na wyjściu z lasera i bardziej okrągły profil. Secundo, BCB jest wciśnięty pomiędzy dwie warstwy o wyższym współczynniku załamania, tworząc tzw. slot waveguide — czyli zupełnie odwrotnie niż konwencjonalne światłowody, których rdzeniem jest warstwa o wysokim współczynniku załamania. To jakby zrobić szklany światłowód w powietrzu. Właśnie światłowód próbowałem modelować w COMSOLu, z sukcesem tylko połowicznym. Niby widziałem efekt lekkiego wyciekania światła przez warstwę złota, ale chyba pełny opis jest dużo bardziej skomplikowany, właśnie z dwóch powyższych powodów.

Długie fale w badaniu klimatu

We wtorek nasz wydział i BAS zorganizowali kameralną serię wykładów o falach submilimetrowych w badaniu atmosfery ziemskiej: Open Workshop on Far-Infrared Atmospheric Science next Tuesday. Z jednej strony prezentowali naukowcy, którzy zajmują się technologią dalekiej podczerwieni, z drugiej ci, którzy badają atmosferę. Celem było nawiązanie współpracy. Ja wyszedłem nieco zawiedziony, bo teraherce nie miały żadnej reprezentacji. Można powiedzieć że to też moja wina, ale akurat prelegenci byli w większości szefami grup, więc nie mam wyrzutów sumienia, że się spontanicznie nie zgłosiłem. Poza tym nikt nie mówił szczególnie o naszym zakresie promieniowania (1-5THz, czyli 300-60μm). Nie wiem tylko, czy to ze względu na brak porządnych źródeł, czy na małą jego użyteczność w badaniu atmosfery. Sobie do zarzucenia mam tylko tyle, że nie porozmawiałem z wieloma mądrymi ludźmi, którzy mogliby mi wyjaśnić terahercową sytuację. Zawsze gdy idziemy na coś takiego w grupce (tym razem było nas trzech), to trudniej mi nawiązywać kontakty, bo jakoś naturalnie się trzymam ze swoimi. W każdym razie idea bardzo dobra, jestem pewien że powstało co najmniej kilka planów współpracy.