El nuevo mecanismo utiliza cristales fotónicos para enfocar la luz en un chip

Teniendo en cuenta una cantidad en forma de longitudes de onda es un desafío en sí mismo que es importante para muchas aplicaciones. Investigadores de la Universidad de Amolf, Tu Delft y Cornel en los Estados Unidos han mostrado una nueva forma de centrarse en una luz a muy pequeña escala. Su método utiliza propiedades especiales de un cristal fotónico y funciona para un amplio espectro de longitud de onda en comparación con los métodos alternativos. Investigador Publicado Sus conclusiones en Progreso de la ciencia El 18 de abril.

Es importante enfocar la luz para diversas aplicaciones técnicas en chips fotónicos, como comunicación cuántica, sensores ópticos y láseres en chip. "Hasta ahora, sabíamos dos estrategias comunes para concentrar la iluminación: se puede hacer usando cavidades ópticas, o con tg -ondas que comprriman la luz como un embudo", llamado líder del grupo de Amolf, Evold Verhane.

"El primer método utiliza resonancia, enfocando o limitando la concentración a una longitud de onda específica. El segundo método funciona, similar a una lente tradicional, es mucho más grande que la longitud de onda de la luz utilizada en una herramienta".

Detener la luz

Una idea teórica de los investigadores de la Universidad de Cornell dirigido por Gendi Markets señaló el nuevo método que Ph.D. Los candidatos Daniel Mu y sus colegas han actuado por primera vez. Un aspecto importante del método es la topología de SO de SO del sistema físico.

"Usamos cristales fotónicos, que son losas de silicio con un patrón regular de agujeros muy pequeños, que prohíben la proliferación de la luz en losas de silicio, en principio. En el cristal, los fallas se dispersan o suprimen el reflejo".

Los investigadores pensaron lo que sucedería si de repente eliminaran tal vevgide, con un "muro" de materiales que no pueden sufrir luz. "Dado que la luz no va a ninguna parte y los reflejos se suprimen, debe almacenarse frente a esa pared", se llama el estado de ánimo. "La luz eventualmente rebota a través del timón, pero solo después del retraso. Esto da como resultado una amplificación local del área de luz".

Concentración de luz

Los grupos de Amolf en Tu Dail y Verhane en Cobus Kupers decidieron verificar las predicciones en un experimento con los investigadores de Cornell. Los Vevgides topológicos se construyeron sobre un chip de silicona en el Amolf. Para imaginar la acumulación aproximada de la luz dentro del cristal fotónico, Muis usó un microscopio único en el Demet Tu que escanea las áreas de luz a través de una aguja ultra divisoria sobre la superficie del cristal. Este microscopio puede localizar la intensidad de la iluminación a escala de luz aproximadamente 1,000 veces más pequeña que un grosor del cabello humano.

"Realmente vimos una clara amplificación del área de luz al final del topológico de onda. Lo interesante es que solo sucedió cuando el 'muro' que terminó el punto de onda se colocó en un cierto ángulo. En realidad, nuestros socios predijeron en Cornel", dice Muis.

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"Esto prueba que la amplificación de la luz está relacionada con la supresión topológica de la reflexión posterior. La amplificación de la luz se enfoca en cantidades muy pequeñas, como es pequeña como la longitud de onda de la luz. Una de las principales ventajas de este método es que es una banda ancha naturalmente: funciona para muchas longitudes de onda diferentes".

Artículo Progreso de la cienciaCon la misma contribución de Muis y su colega de Cornell Yandong Lee, esta forma de amplificación de luz en un chip puede leerse como una receta para futuras investigaciones o aplicaciones. El mecanismo mostrado también debe aplicarse a cualquier otro tipo de onda en un medio estructurado, incluidos electrones en ondas de sonido o cristales específicos.

"Para el siguiente paso, será interesante usar un láser pulsado para ver el intervalo de tiempo en el que se acumula la luz, para ver que la amplificación del área se puede maximizar y usarlo para aplicaciones en manipulación de luz en chips ópticos", dice Muis.