Петербургские ученые создают нелинейные метаповерхности — миниатюрные пластинки, позволяющие менять
основные характеристики света, сообщают в ИТМО.
Человечество уже давно научилось управлять светом – очки,
лазеры, телескопы. Этим никого не удивишь, однако в век современных технологий
существует тенденция к уменьшению размеров.
«Сейчас же все стремятся перейти к компактным, наноразмерным
устройствам. Хорошие возможности для этого предоставляют метаповерхности –
тонкие пленки из наночастиц, определенным образом размещенных на подложке», —
рассказали в ИТМО.
Сами по себе метаповерхности находятся в поле зрения ученых
уже лет десять, но создать полноценные образцы удалось лишь недавно благодаря
техническому прогрессу. Первыми на свет появились плазмонные метаповерхности с
металлической основой.
В целом они себя хорошо показали, с их помощью ученые смогли
возпроизвести основные функции обычной
оптики: меняли направление света, амплитуду, поляризацию световой волны, а вот
с частотой возникла заминка.
«В линейном режиме плазмонные метаповерхности показали
достойные результаты, но из-за больших потерь энергии на нагрев не смогли
достичь эффективности классических оптических приборов», — резюмировали в ИТМО.
Специалисты объясняют, что для изменения частоты световой
волны требуется мощный импульс, под воздействием которого металл плавится. Да и
затраты энергии несопоставимы с выходной интенсивностью света.
«В качестве замены металлам были предложены диэлектрические
метаповерхности. Диэлектрики, такие как кремний, достаточно слабо поглощают в
самых распространенных диапазонах частот и почти не нагреваются», —
сообщили в ИТМО.
В ходе экспериментов с участием зарубежных коллег
петербургские ученые доказали, что их идея имеет право на жизнь.
«Несмотря на это преимущество, работающие диэлектрические
метаповерхности до сих пор были сделаны только в линейном режиме. В своей
недавней работе мы с коллегами из Австралийского национального университета и
национальной лаборатории «Оak Ridge» в Америке попытались сделать нелинейную
диэлектрическую метаповерхность, и нам это впервые в мире удалось», —
рассказали авторы исследования.
Самыми успешными примерами диэлектрических метаповерхностей,
работающих в нелинейном режиме, стали дефлектор и вортекс. Сейчас авторы
идеи из ИТМО планируют использовать свои достижения в области, например,
создания голлограм.
VK
OK