Петербургские
ученые вместе с зарубежными коллегами
разрабатывают наноустройство, способное
преобразовывать электромагнитные
волны. Если говорить простыми словам,
эта технология позволит создать, к
примеру, нанолазер.
Менять
частоту излучения ученые научились
давольно давно, однако только в машстабах
макромира: из
терагерцового в инфракрасный, а следом
— в видимый. Повторить это в наномасштабе
— задача не из легких.
“Дело
в том, что из-за малых размеров наночастицы
взаимодействуют со светом по особым
законам», — объясняют в ИТМО.
Чтобы
добиться эффективности на наноуровне
необходимо уменьшить потери энергии
на трех этапах: вводе излучения, удержания
энергии и нелинейного преобразования. И
здесь начинаются открытия петербургских
ученых. Совместно с коллегами из Австралии
и Италии специалисты из ИТМО предложили
задействовать новый тип резонаторов.
«Это
диэлектрические наночастицы в форме
диска с высоким показателем преломления,
которые поддерживают локализованные
состояния в континууме», — рассказали
ученые.
Подобные
состояния возникают, если несколько
видов колебаний энергии в частице
подавляют друг друга. «За счет этого
энергия света оказывается «заперта»
внутри частицы», — уточнили в ИТМО.
В
теории запереть энергию можно на века,
однако на практике для этого потребуются
идеальные рзеонаторы. Пока что речь
идет о временном удержании, и это время
зависит от того, насколько хорошо
подобраны форма, размер и материал
наноустройства.
«Нам
пришлось искать оптимальный способ
ввода энергии в резонатор. Мы выяснили,
что в нашем случае нужно закрутить
падающую волну и изменить ее поляризацию
так, чтобы она колебалась по касательной
к кругу. Это соответствует структуре
электромагнитного поля внутри частицы»,
рассказал Кирилл Кошелев, один из авторов
исследования.
В
конце концов, петербургским ученым
удалось добиться заметных результатов
— вместо прежних долей процента
получилось сохранить на выходе несколько
процентов.
Исследователи
отмечают, что выбранные ими материал —
арсенид
алюминия-галлия
— что облегчает использование и развитие
разработки.
«Мы
предложили способ создания
нано-преобразователей света, которые
можно будет использовать для различных
применений. Например, для плоских линз
в приборах ночного зрения, которые будут
переводить инфракрасное излучение в
видимый свет», -Юрий
Кившарь, соруководитель Центра
нанофотоники и метаматериалов Университета
ИТМО.
VK
OK