Genel

Bilim adamları, Işık Gücünü Daha Etkili Şekilde Kullanan Yeni Metamalzeme Geliştiriyor


Metamalzemeler - radyo ve mikrodalga bölgesindeki dalgaları bükme kabiliyetleri nedeniyle II.Dünya Savaşı sırasında ortaya çıkan gizlilik teknolojisinin bir parçası olarak ortaya çıkan insan yapımı malzemeler.

Özellikle optik ve nanoteknoloji ile ilgili 21. yüzyıl yenilikleri sayesinde, metamalzemelere yeni yaklaşımlar da ortaya çıkıyor, hatta kuantum fiziğinde yeni bir alanın yaratılmasına neden oluyor.

Şimdi, King's College London, Hartford Üniversitesi, Paris Diderot Üniversitesi ve UMass Lowell'den bilim adamlarından oluşan bir araştırma ekibi, ışığı kullanmak açısından gelişmiş yetenekler sunan bir materyal geliştirdi.

Çalışma, metamalzemeler etrafında toplanmıştır.

Bükülen Işığa Yeni Bir Yaklaşım

Bilim adamları, bu minik, sentetik malzemelerin mevcut ışık manipülasyon yeteneklerini, onları ayarlamak için yeni bir yöntem geliştirerek geliştirmek için yola çıktılar.

Işık dalgalarını bükmek, metamalzemelerin temel yeteneklerinden biri olduğundan, elektromanyetik alanlarını yeniden şekillendirmek, ikinci harmonik üretime (SHG) yol açabilir.

Aralıklı foton bombardımanına tutulmuş nanotellerden etkileşimler 100 nm ayrı - süreci yönlendirir.

Frekans ikiye katlama olarak da bilinen SHG, aynı frekansı paylaşan iki foton ile metamalzemenin eklenmesini içeren doğrusal olmayan bir optik işlemdir. Sonuç: orijinal fotonların yarı dalga boyuna sahip olmasına rağmen iki kat daha fazla enerjiye sahip olan yeni bir foton.

Ayrıca, nispeten zayıf doğrusal olmayan özellikler sergileyen malzemeleri etkin bir şekilde kullanabildiler ve gelişmiş doğrusal olmayan özelliklere sahip bir sonuç üretebildiler.

"Geliştirme, metamalzemenin foton akışını yeniden şekillendirme biçiminden geliyor."

UMASS Lowell'de çalışmanın ortak yazarı ve baş araştırmacısı Viktor Podolskiy, "Çalışma, malzemelerin doğrusal olmayan tepkisini kontrol etmede yeni bir yön açıyor ve yonga üzerinde optik devrelerde uygulamalar bulabilir ve yonga üzerinde iletişimi büyük ölçüde geliştirebilir," diye açıklıyor.

Podolskiy, bu akıllı frekans yeniden kalibrasyonunun nanofotonik cihazlar açısından nasıl büyük bir etkiye sahip olacağına da değindi: "Günümüzün bilgisayar çipleri, hesaplama için elektron kullanıyor."

"Elektronlar küçük oldukları için iyidir. Bununla birlikte, elektronların frekansı yeterince hızlı değildir. Işık, foton adı verilen ve kütlesi olmayan küçük parçacıkların bir kombinasyonudur. Sonuç olarak, fotonlar potansiyel olarak çipin işlemesini artırabilir. hız. "

Olumlu sonuçlara dayanarak ekip, çalışmalarının "plazmonik kompozitlerde yapısal olarak ayarlanabilen doğrusal olmayan optik yanıtın ortaya çıkışını gösterdiğini ve entegre doğrusal olmayan fotonikler için uygun yeni bir doğrusal olmayan optik platform sunduğunu" belirledi.

Sektör ve Ötesi

Uygulamanın daha geniş bağlamında Podolskiy, tekniklerinin her ikisine de izin vereceğinin farkındadır. (1) silikon yongalarda kullanılan eski bileşenlerin aşamalı olarak kaldırılması ve (2) aynı çip üzerinde gelişmiş optik iletişim yetenekleri.

Zorlayıcı sonuçlar bunu doğrulamaktadır.

"Nihai sonuç, iletişim darboğazının ortadan kaldırılması ve paralel hesaplamanın çok daha hızlı ilerlemesi olacaktır. Aynalar, lensler ve optik fiberler dahil olmak üzere gündelik nesnelerin büyük çoğunluğu bu fotonları yönlendirebilir veya absorbe edebilir."

Podoslkiy, "Bununla birlikte, bazı malzemeler birkaç fotonu bir araya getirerek daha yüksek enerjili ve farklı renkte yeni bir foton ortaya çıkarabilir.

Çalışmanın ayrıntıları, 20 Aralık'ta, Optica günlük.


Videoyu izle: Dünyanın ilk gerçek bilim insanı kimdir? (Eylül 2021).