Версия для слабовидящих
Создано "волшебное" мета-зеркало, удваивающее частоту падающего на него света Печать Email
Новости об инновациях
11.07.2014

Исследовательская группа, состоящая из ученых Техасского университета в Остине и Технического университета Мюнхена, разработала тонкопленочный метаматериал, обладающий нелинейными оптическими свойствами. При этом, нелинейность оптических свойств метаматериала проявляется в тысячи раз сильнее нелинейности обычных материалов, также обладающих подобными свойствами. И в качестве демонстрации своих возможностей в этой области ученые создали зеркало, толщиной всего в 400 нанометров, отражающее свет, частота которого ровно в два раза выше частоты света, падающего на поверхность этого зеркала.

Следует отметить, что нелинейные зеркала подобного рода уже создавались на базе обычных материалов с нелинейными оптическими характеристиками. Но, с учетом интенсивности падающего света и толщины структуры зеркала, зеркало на основе нелинейного метаматериала производит приблизительно в миллион раз больше фотонов с удвоенной частотой, нежели нелинейные зеркала из обычных материалов.

«Наша работа открывает набор новых парадигм в области нелинейной оптики» – рассказывает профессор Андреа Аллу (Andrea Alu), – «Используя комбинацию экзотического взаимодействия электромагнитных волн с метаматериалами, мы сможем реализовать принципиально новые технологии, которые с успехом можно применять как в области квантовых вычислений, так и в традиционной электронике».

20140703_3_2.jpg Рис. 1.

Метаматериал с нелинейными оптическими характеристиками состоит из последовательности более чем 100 слоев индия, галлия, мышьяка и алюминия. Толщина каждого слоя колеблется в пределах от 1 до 10 нанометров. Нижняя часть структуры покрыта слоем золота, а на верхнюю поверхность многослойной структуры зеркала нанесена крестообразная золотая решетка, имеющая заданную форму и геометрические размеры.

Тонкие слои полупроводниковых материалов, чередующихся в структуре зеркала, ограничивают количество возможных квантовых состояний электронов в материале, а крестообразные золотые структуры представляют собой упорядоченные необходимым образом резонаторы, частоты которых соответствует частотам падающего и отраженного света.

Созданное в качестве демонстрации нелинейное зеркало рассчитано на преобразование волн длиной 8 микрометра в волны, длиной 4 микрометра. Однако, размеры структуры зеркала и резонаторов на его поверхности могут быть рассчитаны так, что зеркало будет эффективно работать и с волнами другой длины, от почти инфракрасного света до излучения терагерцового диапазона.

«Результаты наших исследований открывают путь к разработке новых сверхтонких оптических элементов, обладающих ярко выраженными нелинейными оптическими характеристиками. Такие элементы могут стать основой преобразователей частоты и других оптических устройств, используемых в химическом анализе, в области квантовых вычислений, в медицине и во множестве других областей» – рассказывает профессор Михаил Белкин (Mikhail Belkin).

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/sozdano-volshebnoe-meta-zerkalo-udvaivayushchee-chastotu-padayushchego-na-nego-sveta

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта