«Трансформационная Оптика Плазмона» Раскрывает Дверь к Практически Интегрированным, Компактным Оптически Введенным информачи Обломокам

Published on July 1, 2010 at 8:07 PM

Мощные новые микроскопы способные для того чтобы разрешить молекулы ДНА с видимым светом, superfast компьютерами которые используют светлую вернее чем электронные сигналы к отростчатой информации, и незримостью Гарри Potteresque плащами как раз некоторые из много возбуждая посылов оптики преобразования.

В этом развиваясь поле науки, световые волны можно контролировать на всех длинах маштаба через уникально составлять metamaterials, смесей типично сделанных от металлов и dielectrics - изоляторов которые будут поляризовыванными в присутствии к электромагнитному полю. Идея преобразовать физический космос до который свет перемещает, иногда называемый «оптически космос,» в образе подобном к путю в котором космическое пространство преобразовано присутсвием массивнейшего предмета под теорией релятивности Эйнштейна.

Схема на левой стороне показывает разбрасывать поверхностных polaritons плазмона (SPPs) на интерфейсе металл-диэлектрика с одиночным выступанием. Схема на праве показывает как разбрасывать SPP драматически подавлен когда преобразован оптически космос вокруг выступания. (Учтивость Изображения группы Zhang)

До тех пор оптика преобразования поставляла только намеки о чего будущее могло держать, при главном барьере как трудно оно доработать физические свойства metamaterials на маштабе nano или subwavelength, главным образом из-за металлов. Теперь, команда исследователей с Министерством Энергетики США (DOE) Лаборатория Лоренса Беркли Национальная (Лаборатория Беркли) и Университет Штата Калифорнии (UC) Беркли показывали его могл быть возможен повторный заход на посадку тот барьер металла. Используя изощренные имитации компьютера, они демонстрировали что с только вмеру изменениями диэлектрического компонента metamaterial, должно быть возможно достигнуть практически результатов оптики преобразования. Ключ к успеху оптика преобразования сочетание из при другое перспективнейшее новое поле науки известное как plasmonics.

Плазмон электронная поверхностная волна которая свертывает через море кондуктивных электронов на металле. Как Раз по мере того как энергия в волнах света снесена внутри проквантовала частиц-как вызванные блоки фотонами, так, слишком, plasmonic вызванные quasi-частицы снесенные энергией внутри плазмонами. Плазмоны будут взаимодействовать сильно с фотонами на интерфейсе quasi-частице вызванного металла metamaterial и диэлектрика, котор нужно сформировать но другой поверхностным polariton плазмона (SPP). Манипуляция этих SPPs в основе удивительнейших оптически свойств metamaterials.

Команда Беркли Лаборатори-UC Беркли, водить Xiang Zhang, главным образом исследователем при Разделение Наук Материалов Лаборатории Беркли и директор Науки Nano-Маштаба UC Berkeley и Центром Инджиниринга (SINAM), моделированные чего они даровало титул «подходу к трансформационной оптики плазмона» который включил манипуляцию диэлектрического материала за металлом самим но не металлом. Был показаны, что сделал Этот романный подход его возможным для SPPs переместить через неровное и криволинейные поверхности над обширным рядом длин волны без терпеть значительно потери разбрасывать. Используя эту модель, Zhang и его команда после этого конструировали plasmonic волновод с загибом 180 градусов который не изменит энергию или свойства светового луча по мере того как он делает Разворот. Они также конструировали plasmonic версию объектива Luneburg, шарик-форменных объективов которые могут получить и разрешить оптически волны от множественных направлений сразу verb.

«В Виду Того Что свойства металла в наших metamaterials вполне unaltered, наша трансформационная методология оптики плазмона обеспечивает практически путь для направлять свет на очень малых масштабах,» Zhang говорит. «Наши заключения показывают силу метода оптики преобразования манипулировать волны близко-поля оптически, и мы надеемся что будут осуществляны много других интригуя plasmonic приборов основали на методологии мы вводили.»

Zhang соответствуя озаглавленный автор бумаги описывая это исследование которое появилось в Письма журнала Nano, «Трансформационный Оптикой Плазмона.» Co-Authoring бумага с Zhang был Yongmin Liu, Томасом Zentgraf и Вантой Bartal.

Говорит Liu, который был ведущим автор бумаги и столб-докторский исследователь в группе UC Berkeley Zhang, «В дополнение к загибу 180 градусов plasmonic и plasmonic объективу Luneburg, наш подход также включить конструкцию и продукцию splitters и сдвигателей луча, и дирекционные светлые излучатели. Метод должен также быть применим к конструкции интегрированных, компактных оптически введенных информачи обломоков.»

Zhang и его исследовательская группа на передовой линии исследования оптики преобразования с 2008 когда они пошла первой группой для того чтобы фасонировать metamaterials которые могли согнуть свет ОН назад, свойство известное как «отрицательная рефракция,» которая беспрецедентна в природе. В 2009, он и его группа создали «плащ ковра» от nanostructured кремния который скрыл присутсвие предметов помещенных под им от оптически обнаружения.

Для этого самые последние работа, Zhang и Liu с Zentgraf и Bartal ушли от традиционного фокуса оптики преобразования на волнах распространения и вместо сфокусировали на снесенной SPPs внутри зоне близко-поля (subwavelength).

«Интенсивность SPPs maximal на интерфейсе между металлом и диэлектрическим средством и в геометрической прогрессии распадается далеко от интерфейса,» говорит Zhang. «В Виду Того Что значительная часть энергии SPP снесена внутри evanescent полю вне металла, т.е., в смежном диэлектрическом средстве, мы предложили контролировать SPPs путем держать свойство металла исправлено и только дорабатывать диэлектрический материал основанный на методе оптики преобразования.»

имитации Полн-Волны различных преобразованных конструкций доказали предложенную методологию Zhang и его коллегаами правильными. Furthermore было продемонстрировано что если принята, то расчетливая трансформационная схема оптики плазмона преобразованные диэлектрические материалы могут быть равносвойствены и немагнитны, которые более дополнительные подталкивания практицизм этого подхода. Демонстрация загиба загиба 180 градусов plasmonic с почти совершенной передачей была специально значительно.

«Волноводы Plasmonic один из самых важных компонентов/элементов в интегрированных plasmonic приборах,» говорит Liu. «Однако, погнутости часто водят к сильной потере радиации которая уменьшает длину для переносить оптически сигнал. Наш загиб загиба 180 градусов plasmonic определенно важен и будет полезн в будущей конструкции интегрированных plasmonic приборов.»

Сравнено с кремни-основанными фотонный приборами польза plasmonics смогла помочь более далее вычислить по маштабу вниз с полного размера фотонных приборов и увеличить взаимодействие света с некоторыми материалами, которые должны улучшить представление.

«Мы предвидим, что уникально гибкость конструкции трансформационного подхода к оптики плазмона может раскрыть новую дверь к nano оптике и фотонный расчет цепи,» Zhang говорит.

Это исследование было поддержано Офисом Исследования Армии США и Наукой Nano-Маштаба Национального Фонда и Центром Инджиниринга.

Last Update: 12. January 2012 07:38

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit