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Los Investigadores Fabrican Metamaterials Indefinido Para Crear las Cavidades Ópticas de la Nano-Escala 3D

Published on June 28, 2012 at 3:16 AM

Por la Voluntad Soutter

Un equipo de investigación dirigido por los científicos del Laboratorio Nacional de Lorenzo Berkeley del Ministerio de los E.E.U.U. de Energía y Universidad de California Berkeley ha fabricado un metamaterial indefinido del `' alternando capas ultrafinas de la plata y del germanio.

Este diagrama esquemático muestra (a) una estructura metamaterial indefinida con multilayers de alternancia de la plata y del germanio; y (b) su contorno de la ISO-frecuencia de los vectores de onda pálida con refracciones negativas a lo largo del x y de las y-direcciones, y positivo a lo largo de la z-dirección. (Cortesía del grupo de Xiang Zhang)

Usando este metamaterial indefinido, los investigadores han creado las ultra-pequeñas (3D) cavidades ópticas tridimensionales, que son capaces de generar los haces más potentes del nanolaser. Con las propiedades electromágneticas notables, estas cavidades ópticas excepcionales también encuentran uso en una variedad de tecnologías tales como circuitos integrados fotónicos, ópticas del quantum, ópticas no lineales, detectar óptico, y LED. Los resultados del estudio han estado señalados en la Naturaleza Photonics.

El autor correspondiente del papel, Xiang Zhang informó que el estudio pavimenta la manera de diseñar una cavidad óptica de la nano-escala real. Las cavidades Ópticas son elementos cruciales en la mayoría de laseres. Las Cavidades hechas de materiales ópticos naturales no pueden tener una talla menos que la longitud de onda de la luz que atraviesa a través de ellos.

por otra parte, los metamaterials se fabrican usando una combinación de los aisladores (dieléctricos) y de los metales, cuyo los dieléctricos consiguen polarizados en un campo electromagnético. Por Lo Tanto, a diferencia de los materiales ópticos naturales, las propiedades ópticas de los metamaterials' se derivan de su estructura en vez de su composición química. El Autor importante, Xiaodong Yang declaró que las cavidades ópticas 3D pueden ser un décimo de la talla de la longitud de onda pálida debido al Índice de refracción muy alto de los metamaterials'.

En este nanoscale, el modo óptico es comprimido en un pequeño espacio por estas cavidades ópticas, causando un aumento en la densidad del fotón de estados, que a su vez mejora la acción recíproca de la luz-materia. Por Otra Parte, la frecuencia de la resonancia puede ser lo mismo para las cavidades con diversas tallas, así proporcionando a más opciones en el diseño de las cavidades ópticas. Por Otra Parte, la baja reducida del fotón debido al más tamaño pequeño de las cavidades puede ayudar a diseñar los laseres futuros del nanoscale.

Los investigadores utilizaron el germanio como el dieléctrico debido a su Índice de refracción más alto de 4,0. Cortaron las 20 platas nanómetro-gruesas de alternancia y 30 capas nanómetro-gruesas del germanio en los cubos de diversas tallas, confiando en la cuenta de capas del metal y del dieléctrico. Entonces modificaron las paredes del cubo en una dimensión de una variable del trapezoide con una cavidad óptica de la nano-escala en el centro.

Según Yang, el contorno de la ISO-frecuencia del hyperboloid del espacio de vector de onda en estas cavidades ópticas permitió a los investigadores lograr los valores sin precedentes del vector de onda, que a su vez dieron lugar a los índices refractivos ópticos sin precedentes de hasta 17,4, que es mucho más alto que el de materiales naturales.

Fuente: http://www.lbl.gov

Last Update: 28. June 2012 04:30

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