Создана наноструктура, позволяющая компрессировать свет до размера, в 10 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса

Структура оптической нанокаверны

До некоторого времени ученые-физики считали, что свет невозможно сжать до величины ниже дифракционного предела. Однако, в 2006 году появилось теоретическое обоснование того, что дифракционный предел не относится к диэлектрическим материалам, но до последнего времени никто не смог это продемонстрировать в реальном мире из-за отсутствия сложных нанотехнологий, требующихся для создания соответствующих наноструктур из диэлектрических материалов.

Но недавно, исследователи из Датского технического университета (Technical University of Denmark) заложили в компьютер наши знания, касающиеся реальных фотонных нанотехнологий и действующих ограничений, а результатом проведенных расчетов стал образ наноструктуры, способной сконцентрировать фотоны в беспрецедентно малом объеме. Затем это устройство, известное под названием «оптической нанокаверны», было изготовлено в лабораторных условиях и проведенные испытания показали, что оно позволяет концентрировать свет в объеме, в 12 раз меньшем величины дифракционного предела.

Напомним нашим читателям, что оптическая нанокаверна представляет собой наноструктуру, полость, форма которой позволяет хранить в ее объеме свет так, что он, двигаясь в любом направлении, отражался назад. Это отдаленно напоминает два зеркала, отражающие фотоны света друг к другу, и чем меньшее расстояние между этими зеркалами, тем более высокую интенсивность света можно получить. В данном же случае нанокаверна имела форму, напоминающую форму галстука-бабочки, которая позволяет достаточно эффективно компрессировать фотоны света.

Работа оптической нанокаверны

Вся структура оптической нанокаверны была изготовлена из кремния, который в чистой форме является диэлектрическим материалом и который широко используется в электронике, фотонике и т.п. Интересен тот факт, что для расчетов формы наноструктуры было использовано программное обеспечение и методы, изначально разработанные для проектирования конструкций таких вещей, как крылья самолетов и мосты. А очистка кремния и собственно изготовление структуры нанокаверны было проведено в «чистых» лабораториях университета.

Отметим, что созданная учеными нанокаверна может быть использована в качестве источника света, который может быть встроен в структуру электронного и фотонного чипа, и который формирует потоки света, по размеру не превышающие размеров компонентов этого чипа. А такие потоки света могут быть использованы для передачи информации от одного узла чипа к другому, для оптической обработки информации в гибридных электронно-фотонных чипах следующих поколений.

«Теперь, когда мы имеем в распоряжении теорию и метод, доказывающий работоспособность теории, мы сможем рассчитать и изготовить подобные устройства, производящие свет еще большей интенсивности» — пишут исследователи, — «Для этого нам могут потребоваться новые материалы и материалы большей чистоты, чем мы использовали сейчас».

Ключевые слова:
Наноструктура, Кремний, Диэлектрик, Оптическая, Каверна, Полость, Свет, Компрессия, Интенсивность, Дифракция, Предел

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Звук – универсальный инструмент для нанотехнологий.
  • Суперкомпьютер рассчитал принципиально новый вид конструкции более легкого и более прочного крыла самолета
  • Ученые нашли метод значительного увеличения сил оптического взаимодействия
  • Нано-шашлык — лучший рецепт для приготовления литий-ионных аккумуляторов большой емкости
  • Ученые нашли способ 20-тысячекратного увеличения яркости фотолюминесцентного свечения двухмерного полупроводникового материала
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Создан самый маленький в мире холодильник
    Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали то, что безусловно можно назвать самым маленьким холодильником в мире на сегодняшний день. И если вы подумали ...
    Ученым удалось вырастить «лет» углеродных нанотрубок рекордной длины на сегодняшний день
    В настоящий момент времени множество отраслей промышленности, включая оптику, электронику, медицину, технологии очистки воды и др., испытывают нужду в высококачественных углеродных нанотрубках, трубок из ...
    Графен стал основой для создания самого маленького датчика магнитных полей
    Измерения силы и других параметров магнитных полей являются одним из самых важных атрибутов достаточно большого круга научных исследований и экспериментов. И не так давно ...
    Нанопромежуток между металлическими электродами — источник света, яркость которого в 10 тысяч раз больше, чем ожидалось согласно теории
    Нанопромежуток между двумя металлическими электродами, которым придана особая форма, является источником света, яркость которого в 10 000 раз превышает яркость света, который должен там ...
    Японским исследователям удалось создать линейный нанодвигатель, направление и скорость движения которого контролируется при помощи света
    Группа исследователей из Токийского университета спроектировала и изготовила новый линейный нанодвигатель, направлением и скоростью движения которого управляют при помощи света. Отметим, что создание подобного ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика