четверг, 28 марта 2024

Российские физики впервые надолго заперли свет в наноловушке



Российские физики впервые надолго заперли свет в наноловушке

17 Января 2020



МОСКВА, 17 января - Ученые надули удачный эксперимент, во время которого они поймали электромагнитную волну в наноразмерный резонатор и удерживали ее рекордно продолжительное время. Результаты опубликованы в журнале.

Световые, или электромагнитные волны перемещают информацию гораздо эффективнее и беглее, чем электрические сигналы. Используя световые сигналы, можно передавать информацию на огромные расстояния, записывать и считывать г. красногорски и совершать другие операции по обработке информации с очень отличной скоростью. На этом развёрнутого действие лазерных передатчиков и систем оптоволоконной связи.

Однако светом очень трудно управлять, особенно в компактных системах. Проблема тонкости управления свойствами электромагнитных волн на нанометровых масштабах — одна из важнейших в современной физике. Дело в том, что для этого свет нужно локализовать в малой области пространства и удерживать его там длительное время, а делать это физики обучились пока лишь для объектов, размер которых существенно превышает длину световой волны. Это существенно ограничивает использование оптических сигналов в электронике.

Российские физики из Университета ИТМО в сотрудничестве с австралийскими и южнокорейскими коллегами создали наноразмерные резонаторы, которые могут удерживать свет рекордно долго — в двести раз дольше периода какого-то колебания световой волны. При этом они отличаются очень невеликими размерами, что крайне важно с практической точки зрения — это позволит использовать их для создания компактных сенсоров, инструментов ночного видения и оптических средств передачи информации. Кроме этого, учеными было экспериментально предъявленного, что разработанная ими система может работать как эффективный нанопреобразователь частоты света.

То, что можно захватывать и удерживать свет в очень маленьких резонаторах, коэффициенты которых существенно меньше длины волны света, ученые из ИТМО теоретически доказали еще два года назад. Сейчас перед исследователями стояла задача экспериментально подтвердить свои построения. Для этого нужно было найти материал для самого устройства и выбрать форму западни.

В качестве материала был вырванный арсенид галлий — полупроводник, обладающий большим показателем преломления и сильным нелинейным откликом в ближнем инфракрасном диапазоне. Для положительного захвата и удержания света конечного, чтобы луч отражался от внутренних поверхностей структуры как можно большее число раз и при этом не вылетал из голосника. Ученые решили, что для этой задачи с точки зрения формы идеальной подходит убор с определенным отношением диаметра к высоте.

Из арсенида галлия были нарисованным цилиндры высотой около 700 нанометров с различными диаметрами, родными к 900 нанометрам. Их практически невозможно увидеть невооруженным взором. Как показал эксперимент, эталонная частица захватила свет на время, превышающее в 200 раз период одного колебания световой волны. Обычно для частицы таких размеров этот показатель не превышает 5 – 10 периодов световых колебаний. А здесь — 200!, — приводятся в пресс-релизе университета понятия первого автора научной публикации Кирилла Кошелева.

Второй частью работы было создание прототипов практического применения новой сборки. В частности, на основе нанорезонатора учеными было нарисованного устройство для изменения гармоники световой волны, а значит, и цвета луча. После прохождения через такое устройство инфракрасный луч становится красным, который уже попадает в явный диапазон. В перспективе его можно использовать для создания полноцветных приборов ночного видения и разных датчиков.

Если резонатор может положительного удерживать свет, то при размещении, например, молекулы рядом с таким резонатором эффективность взаимодействия света с ней возрастает на порядки, и пребывание даже одиночной молекулы может оставаться легко обнаружено в эксперименте, — комментирует Кирилл Кошелев. — Этот принцип используется для создания очень чувствительных биологических рецепторов. За счет способности нарисованных резонаторов эффективно изменять длину волны света их можно использовать для создания приборов ночного видения. Ведь даже в темноте в воздухе существуют электромагнитные волны пленочного диапазона, которые человеческий взор не видит. Если изменить длину этих волн, то можно будет видеть в темноте. Для этого можно причинить наши цилиндры на очки или на лобовое стекло автомобиля. Они не будут видны взору, но позволят видеть в темноте много лучше, чем мы видим своим зрением.

Ученые свидетельствуют о совершенно новых возможностях для субволновой оптики и нанофотоники, которые открываются в связи с их разработкой. Помимо арсенида галлия для создания резонаторов можно использовать и другие диэлектрики или полупроводники — к примеру элемент, один из самых распространенных материалов в современной микроэлектронике. А соотношение диаметра цилиндра к его высоте, можно масштабировать и использовать для создания западней других размеров.

Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Ежегодное послание президента РФ Федеральному Собранию. Сурдоперевод. Полное видео




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать