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.



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

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.