24 25 ct.qmat ct.qmat Topologische Funktionalität Tailoring Topological Functionality AREA A B C D Mit einem hocheffektiven Lasernetzwerk in Sandkorngröße hat ein israelisch-deutsches ct.qmatForschungsteam international für Aufsehen gesorgt. Unter Leitung von Sebastian Klembt aus Würzburg und dem externen ClusterMitglied Mordechai Segev vom Technion in Haifa wurde erstmals ein Netzwerk oberflächenemittierender Laser dazu gebracht, gemeinsam wie ein einziger Laser zu agieren. Dieser topologische Superlaser verbindet vertikale Resonatoren, also extrem kleine optische Systeme, um maximale Leistung auf minimalem Raum zu erreichen. Schon heute werden Mikrolaser – Vertical-Cavity Surface- Emitting Laser (VCSEL) genannt – unter anderem für Mobiltelefone oder Autosensoren genutzt. Doch die Ausgangsleistung, die diese Bauelemente erzeugen können, war bislang sehr eingeschränkt. „Unser Projekt verspricht hier neues Potenzial“, so Klembt. Die Zahl der winzigen VCSEL-Komponenten ist nicht begrenzt, weder Defekte noch Temperaturschwankungen beeinträchtigen die Leistung des Netzwerks. „Dieses Konzept ebnet den Weg für eine Reihe künftiger Technologien im Bereich der medizinischen Geräte, der Kommunikation und für eine Vielzahl praktischer Anwendungen.“ #Fortschrittlich: ct.qmat-Professor Klembt überträgt topologische Konzepte auf photonische Systeme und hat dabei künftige technologische Anwendungen im Blick. #Progressive: Professor Klembt from ct.qmat applies topological concepts to photonic systems, keeping a keen eye on their potential future technological applications. Licht-Materie-Wechselwirkung und Topologische Photonik, Physikalisches Institut, JMU Würzburg Sebastian Klembt Superlaser für neue Technologien Superlaser Powering New Technology By developing a highly effective laser array the size of a grain of sand, an Israeli-German research team from ct.qmat has caused a stir internationally. Led by Sebastian Klembt from Würzburg and Mordechai Segev (an external member of ct.qmat) from the Technion in Haifa, an array of surface-emitting lasers has been engineered to function cohesively like a single laser for the first time. This innovation transforms these compact, industry-compatible surface emitters into a formidable topological laser. This “superlaser” combines minuscule optical systems known as vertical resonators, optimizing their power output in an exceptionally small footprint. VCSELs (vertical-cavity surface-emitting lasers) are microlasers already integral to everyday devices like smartphones and car sensors. Until recently, the output of these tiny components was very limited, but, as Klembt notes: “Our project unlocks new potential in this realm.” The number of VCSELs that can be used is virtually unlimited, and the array’s efficiency remains unimpeded by flaws or temperature variations. “Our approach paves the way for a raft of future technologies, ranging from medical and communication applications to various practical implementations.” Die Arbeit zum topologischen Laser war unter den Top-Ten-Nominierungen für den „Physics World 2021 Breakthrough of the Year“-Award. Die Illustration zeigt 30 topologisch gekoppelte vertikale Mikrolaser, die sich wie ein einziger, stärkerer Laser verhalten. Gemeinsam strahlen sie kohärentes Laserlicht aus. The topological laser project was shortlisted among the top ten nominees for the Physics World 2021 Breakthrough of the Year Award. This illustration depicts 30 topologically coupled vertical microlasers functioning in unison as a single, more powerful laser. Collectively, they emit coherent laser light.
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