Найден способ удвоения света при помощи наноколпачков

Исследователи из америки утверждают, что нашли новый метод преобразования света из красного спектрального диапазона в оптическое излучение светло синий диапазона. Техника, известная как удвоение частоты (либо генерация второй гармоники) применяет так именуемые нано-колпачки, воображающие собой трехмерные искусственно созданные плазмонные структуры, расширяющие возможности методики.

Сама по себе методика генерации второй гармоники есть ответственным нелинейным оптическим процессом, что широко применяется, начиная с 1960-х годов для новых источников света, а также в некоторых приложениях метрологии.

В рамках этого процесса два фотона с некой частотой (и энергией) преобразуются в один фотон с удвоенной энергией (с частотой вдвое превышающей начальную). В первый раз эта техника была показана в 1961 году, в то время, когда исследователи сфокусировали излучение рубинового лазера с длиной волны 694 нм в кварцевом примере и поняли, что на выходе из примера волна имеет длину 347 нм (т.е. частоту вдвое громадную, если сравнивать с начальной).

Сейчас данный эффект значительно чаще воспроизводится в нелинейных средах, и некоторых оптических кристаллах. Сама по себе генерация второй гармоники обширно употребляется, к примеру, дабы сделать зеленые лазеры с длиной волны 532 нм (на базе источника оптического излучения с длиной волны 1064 нм). До сих пор техника имела определенные ограничения применимости, т.к. нужно было подбирать нелинейные оптические среды под частоту падающего света.

Группа исследователей из Rice University (США) внесла предложение принципиально новый нелинейный оптический материал для воспроизведения этого результата. Для процесса генерации второй гармоники ученые применяли так именуемые наноколпачки (либо полусферы), складывающиеся из наночастиц диэлектрика, поверх которых способом напыления был нанесен слой металла (в рамках опыта употреблялось золото).

Предложенная конструкция владеет плазмонным резонансом – коллективными колебаниями свободных электронов проводимости, каковые смогут очень сильно взаимодействовать со светом на определенных частотах. В собственных опытах ученые продемонстрировали, что созданные ими структуры реагируют как на электрическую, так и на магнитную составляющую света, отличаясь наряду с этим неповторимыми особенностями преломления.

Ученым удалось генерировать вторую гармонику, относящуюся к ультрафиолетовому диапазону, от единичных наноструктур методом настройки плазмонного резонанса под частоту падающего света (имевшего длину волны 800 нм). Результирующий свет был проанализирован. В следствии было найдено, что существует возможность увеличивать интенсивность второй гармоники, наклоняя наноструктуры довольно оптической оси падающего луча (увеличивая угол между осью симметрии наноструктуры и оптической осью пучка света).

Предложенная методика разрешает генерировать вторую гармонику не меньше действенно, чем техники, основанные на применении вторых материалов. Согласно мнению ученых, их работа может привести к формированию других типов нелинейных оптических материалов, каковые смогут трудиться на таких частотах «изначального» излучения, каковые на данный момент не дешёвы существующим оптическим кристаллам.

Ученые утверждают, что посредством созданных структур смогут создаваться не только материалы для генерации второй гармоники. Они уверены в том, что наноколпачки будут нужны в фотонных устройствах, параметрических усилителях и оптических генераторах, электрооптических и акустооптических модуляторах и т.п. Наноколпачки также будут быть интегрированы в кремниевые фотонные устройства.

Детально результаты работы обрисованы в статье в издании Nano Letters.

Случайные записи:

• Токсичность наноматериалов помогут определить люминисцентные бактерии
• Фирма conocophillips финансирует нанотехнологии для повышения эффективности нефтедобычи

FreeBitcoin — проверка очередной стратегии (работает + 2000 сатош) 02.04.2017

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Ученые разработали новый способ управления светом, подходящий для создания высокопроизводительных вычислительных систем будущего

  Устройство, по строению напоминающее пчелиные соты с микроскопическими ячейками, изготовленное из особого пластика, может преломлять лучи света,…

• Ученые нашли новый метод управления светом лазера при помощи странностей некоторых законов физики

  Несколько исследователей из Венского Технологического и Принстонского университета , найдя кое-какие странности в математических уравнениях,…

• Созданы ячейки новой магнитной памяти, способные переключаться с рекордно высокой скоростью при помощи импульсов света

  Несколько исследователей из университета Миннесоты создала структуру и создала опытные образцы магнитного туннельного перехода, состояние которого…

• Ученые нашли способ упрочнения и повышения эластичности природных белковых волокон

  Германские ученые нашли метод существенно расширить эластичность и прочность волокон паутины – материала, что и без того по праву считается одним из…