Bowtie आकार का उपकरण है कि कब्जा, और चलाने की नेनो पैमाने पर लाइट फ़िल्टर के न्यू क्लास

तेज खोज और प्रकाश के लिए देख - बर्कले लैब के शोधकर्ताओं bowtie उपकरणों के आकार का है कि कब्जा, फिल्टर और nanoscale पर प्रकाश बधिया का एक नया वर्ग इंजीनियर है. ये "नैनो colorsorter उपकरणों" अधिनियम के रूप में एंटीना ध्यान केंद्रित करने और छोटे रिक्त स्थान में प्रकाश, रंग के प्रति संवेदनशील फिल्टर और डिटेक्टरों के लिए ब्रॉडबैंड प्रकाश एकत्रित करने के लिए एक उपयोगी तकनीक तरह.

जेम्स Schuck और आण्विक फाउंड्री में Zhaoyu जांग सोने की चार समभुज त्रिकोण है कि पत्थर के छापे से छापने के लिए एक "पार" ज्यामिति बनाने नमूनों थे से नैनो आकार एंटीना गढ़े. ये bowtie आकार नैनो colorsorters, पर कब्जा करने के लिए, फिल्टर और nanoscale पर प्रकाश बधिया करने में सक्षम के रूप में एंटीना समारोह.

वर्तमान में, ऑप्टिकल फाइबर बहुत उच्च बैंडविड्थ के साथ डेटा परिवहन के लिए प्रकाश को रोजगार, लेकिन तकनीक एक अंधी गली हिट के रूप में प्रकाश और छोटे छोटे सर्किट photonic में निचोड़ा है. इस अंधी गली में विवर्तन सीमा है - उनकी आधी तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटे क्षेत्रों में फोटॉनों ध्यान में एक मौलिक प्रतिबंध. इसके विपरीत, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों नैनोमीटर तराजू पर आसानी से जमाने हैं, तथापि, इलेक्ट्रॉनिक डेटा अंतरण के तंतु प्रकाशिकी के लिए उन से नीचे तक आवृत्तियों पर संचालित होता है, काफी कम बैंडविड्थ के साथ किया डेटा की मात्रा को कम करने.

हाल ही में एक तकनीक है, "plasmonics," गढ़ा ऑप्टिकल आवृत्तियों पर डेटा संचारण, ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक संचार के बेहतरीन पहलुओं की शादी के लिए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत छोटे आयामों के साथ धातु संरचनाओं में विद्युत चुंबकीय तरंगों भीड़. इस भीड़ प्रभाव बढ़ाने के लिए एक संरचनाओं का विशेष रूप से आशाजनक वर्ग nanoscale ऑप्टिकल सोना, है जो plasmonic व्यवहार लाभ उठाने के लिए कुशलता से कब्जा है और miniscule आयामों में प्रकाश सीमित के एंटीना बनाया है.

"अपने टीवी या रेडियो पर एंटीना की तरह, ऑप्टिकल nanoantennas कुशलतापूर्वक पकड़ने और ऊर्जा ध्यान केंद्रित है, लेकिन तरंगदैर्य बहुत छोटे होते हैं" जिम Schuck, एक स्टाफ वैज्ञानिक withn आण्विक फाउंड्री, ऊर्जा के एक अमेरिकी विभाग (डो) राष्ट्रीय उपयोगकर्ता सुविधा पर कहते हैं बर्कले लैब कि दुनिया भर में nanoscience शोधकर्ताओं के लिए समर्थन प्रदान करता है.

"हम nanoscale प्रकाश वितरण है कि जहाज और एक दस्ता के साथ कर सकते हैं हेरफेर अति सीमित ऑप्टिकल जानकारी के लिए पहली इंजीनियर और nanofabricated संरचना बनाया है आप आसानी से धुन ऊर्जा या प्रकाश के रंग," Schuck है, जो फाउंड्री इमेजिंग में काम करता है कहते हैं nanostructures सुविधा के हेरफेर.

आण्विक पोस्ट डॉक्टरेट फाउंड्री शोधकर्ता Zhaoyu जांग, Schuck और Nanofabrication सुविधा निदेशक Stefano Cabrini के साथ काम कर रहे, सोने की चार समभुज त्रिकोण पत्थर के छापे से छापने के लिए एक 'पार' ज्यामिति बनाने के नमूनों से nanoantennas गढ़े.

इस पार के आकार डिवाइस की समरूपता को तोड़कर अपनी प्राथमिक गूंज मोड को प्रभावित करता है - एक सबसे अच्छा एक शैम्पेन बांसुरी के टूट सचित्र द्वारा जब यह सही पिच के एक संगीत स्वर मुठभेड़ों संपत्ति. Nanoantennas में इन पार, गुंजयमान मोड प्रकाश के विभिन्न आवृत्तियों, या रंग के लिए अनुरूप.

"अब हम शुरू विषमता से इन उपकरणों की plasmonic गुण नियंत्रण कर सकते हैं, और हम पाते हैं लाल और नीले प्रकाश सचमुच छोड़ दिया और सही भेजा है," झांग कहते हैं. "एक छोटी मात्रा में प्रकाश जोड़ तोड़ की सीमा धक्का, हम जानकारी एक जगह या किसी अन्य के लिए जल्दी से और कुशलता से स्थानांतरित कर सकते हैं, जो तेजी से, रंग के प्रति संवेदनशील photodetection के लिए महत्वपूर्ण है."

दरअसल, पार nanoantenna में खड़ी गठबंधन bowtie स्थानांतरण सिर्फ पांच केंद्र के बाईं नैनोमीटर दो गूंज मोड, एक दो रंग फिल्टर के उत्पादन उत्पन्न करता है. टीम आगे bowties की अन्य समानताएं को तोड़ने, एक तीन रंग फिल्टर करने के लिए अग्रणी द्वारा इस आशय का प्रदर्शन किया. यह समरूपता को तोड़ने के वैज्ञानिकों "ऑटो धुन" रंग या ऊर्जा का एक वांछित सेट करने के लिए एक डिवाइस के लिए करने की क्षमता देता है, फिल्टर और अन्य डिटेक्टरों के लिए महत्वपूर्ण है. Nanofabrication फाउंड्री में उपलब्ध क्षमताओं का प्रयोग, वैज्ञानिकों आकार, आकार, और डिवाइस गुण का अनुकूलन bowties की स्थिति का समायोजन का पता लगाने की योजना है. उदाहरण के लिए, bowties के हजारों के एक क्षेत्र में पैक किया जा सकता है कम से कम एक मिलीमीटर भर में, बड़े सक्षम करने, लेकिन ultrafast, डिटेक्टर arrays.

"हमारा निष्कर्ष सरल समरूपता को तोड़ने और स्थानीयकृत plasmons की सुसंगत युग्मन गुण के बीच की कड़ी में अंतर्दृष्टि उधार दे, इंजीनियरिंग जटिल उपकरणों है कि अत्यंत सीमित स्थान में प्रकाश को नियंत्रित कर सकते हैं के लिए एक मार्ग प्रदान," Schuck कहते हैं.

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