Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 2262

Линза из метаматериала может "сжимать" луч света до наноразмеров

Линза из метаматериала может "сжимать" луч света до наноразмеров
Создание металинзы открывает дорогу для разработки полноценных фотонных чипов и появления первых световых компьютеров уже в ближайшем будущем

Физики создали линзу из метаматериала, которые может сжимать лучи света в структуры шириной несколько нанометров, которые "нарушают" классические законы оптики, сообщает ТАСС. Об этом пишет пресс-служба МФТИ со ссылкой на научный журнал Optics Letters.

Наночастицы из диэлектриков и тонкие полоски из некоторых металлов, к примеру золота или серебра, могут поглощать видимый свет, передавать его дальше и повторно излучать в виде других форм электромагнитных волн. Это возможно благодаря так называемым поверхностным плазмонам – коллективным колебаниям электронов, которые могут поглощать и испускать энергию в виде световых волн.

За последние десять лет ученые открыли десятки примеров того, что подобные структуры действительно существуют – например, во многих красках и шедеврах искусства, созданных еще во времена античности и средневековья. Кроме того, физики придумали, как применять знания об этих структурах на практике. Например, шесть лет назад ученые из Массачусетского технологического института создали на основе плазмонов прозрачный цветной дисплей, а их коллеги приспособили эти структуры для создания устройств, которые могут скрывать объекты от микроволновых или инфракрасных радаров.

Ученые из России и Дании приспособили плазмоны для решения одной из самых важных проблем, которая мешает использовать свет в качестве переносчика информации внутри микропроцессоров компьютеров и других вычислительных устройств.

Дело в том, что из-за дифракции света – явления, в ходе которого волны света огибают препятствия размером менее половины длины световой волны, световые аналоги транзисторов не могут быть меньше 200 нанометров для видимого света и около 500 нанометров для инфракрасного излучения.

Еще пять лет назад ученые из МФТИ показали, что этого можно добиться, сжав свет с помощью источников плазмонных колебаний и так называемых поляритонов – квазичастиц, которые одновременно ведут себя и как волна, и как частица. Сейчас физики из России и Дании решили эту задачу на практике, создав своеобразную линзу, которая может "сжимать" луч света до наноразмеров с помощью плазмонов и поляритонов.

Этот прибор, так называемая металинза, представляет собой квадратный блок из материала, который не проводит электрический ток, размерами 5 на 5 мкм и толщиной в 250 нм. Она прикреплена к пленке из золота, на обратную поверхность которой также нанесена дифракционная решетка. Ученые подобрали их размеры таким образом, что они сжимают падающий на них луч света до 60% от длины его волны.

Подобная структура, как объясняют ученые, позволяет линзе из метаматериалов не только сжимать свет, но и фокусировать его и манипулировать его движением благодаря формированию так называемой плазмонной наноструи, существование которой российские исследователи впервые смогли подтвердить экспериментально.

Создание металинзы, как считают авторы статьи, открывает дорогу для разработки полноценных фотонных чипов и появления первых световых компьютеров уже в ближайшем будущем. Этому, в частности, может помочь то, что подобные наноструктуры можно "печатать" с помощью уже существующих литографических технологий, которые применяются в микропроцессорной промышленности уже много десятилетий.

Источник: nauka.tass.ru

линза для светового компьютера метаматериал поверхностные плазмоны

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.