Os Pesquisadores Fabricam Metamaterials Indefinido Para Criar Cavidades Ópticas da Nano-Escala 3D

Published on June 28, 2012 at 3:16 AM

Pela Vontade Soutter

Uma equipa de investigação dirigida por cientistas do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley do Ministério de E.U. de Energia e da Universidade Da California Berkeley fabricou um metamaterial indefinido do `' alternando camadas ultrathin da prata e do germânio.

Este diagrama esquemático mostra (a) uma estrutura metamaterial indefinida com os multilayers alternos da prata e do germânio; e (b) seu contorno da iso-freqüência de vectores de onda clara com refracções negativas ao longo do x e dos y-sentidos, e positivo ao longo do z-sentido. (Cortesia do grupo de Xiang Zhang)

Usando este metamaterial indefinido, os pesquisadores criaram (3D) as cavidades ópticas tridimensionais ultra-pequenas, que são capazes de gerar os feixes os mais poderosos do nanolaser. Com propriedades eletromagnéticas notáveis, estas cavidades ópticas excepcionais igualmente encontram o uso em uma variedade de tecnologias tais como circuitos integrados fotónicos, sistemas óticos do quantum, sistemas óticos não-lineares, a detecção óptica, e o Diodo emissor de luz. Os resultados do estudo foram relatados na Natureza Photonics.

O autor correspondente do papel, Xiang Zhang informado que o estudo pavimenta a maneira de projectar uma cavidade óptica da nano-escala real. As cavidades Ópticas são elementos cruciais na maioria dos lasers. As Cavidades feitas de materiais ópticos naturais não podem ter um tamanho menos do que o comprimento de onda da luz que atravessa através deles.

por outro lado, os metamaterials são fabricados usando uma combinação de isoladores (dieléctricos) e de metais, de que os dieléctricos obtêm polarizados em um campo eletromagnético. Daqui, ao contrário dos materiais ópticos naturais, as propriedades ópticas dos metamaterials' são derivadas de sua estrutura em vez de sua composição quimica. O Autor principal, Xiaodong Yang indicou que as cavidades 3D ópticas podem ser um décimo do tamanho do comprimento de onda claro devido aos metamaterials' R.I. muito alto.

Neste nanoscale, o modo óptico é comprimido em um espaço pequeno por estas cavidades ópticas, causando um aumento na densidade do fotão dos estados, que melhora por sua vez a interacção da luz-matéria. Além Disso, a freqüência da ressonância pode ser a mesma para cavidades com vários tamanhos, assim fornecendo mais opções em projetar cavidades ópticas. Além Disso, a perda reduzida do fotão devido ao tamanho menor das cavidades pode ajudar a projectar os lasers futuros do nanoscale.

Os pesquisadores usaram o germânio como o dielétrico devido a seu R.I. mais alto de 4,0. Cortaram as 20 pratas nanômetro-grossas alterna e 30 camadas nanômetro-grossas do germânio nos cubos de tamanhos diferentes, confiando na contagem de camadas do metal e do dielétrico. Alteraram então as paredes do cubo em uma forma do trapézio com uma cavidade óptica da nano-escala no centro.

De acordo com Yang, o contorno da iso-freqüência do hyperboloid de espaço de vector da onda nestas cavidades ópticas permitiu os pesquisadores de conseguir os valores inauditos do vector de onda, que conduziram por sua vez aos deslocamentos predeterminados refractive ópticos inauditos tão altos quanto 17,4, que é muito mais alto do que aquele de materiais naturais.

Source: http://www.lbl.gov

Last Update: 28. June 2012 04:30

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