В СФУ предложили модель нового легкоуправляемого оптического устройства — Naked Science
14.08.2020
СФУ

В СФУ предложили модель нового легкоуправляемого оптического устройства

5.1

Ученые Сибирского федерального университета и Института физики ФИЦ КНЦ СО РАН предложили концепцию легко управляемого оптического устройства на основе гибридных таммовских мод.

Слева – схема устройства, состоящего из металлической пленки, анизотропного зеркала и холестерика; справа – спектр пропускания структуры для различных шагов спирали холестерика / ©www.osapublishing.org

Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Optics. Таммовская мода – это особое состояние света, которое возникает при локализации (запирании) света на границе двух высокоотражающих сред. В качестве таких сред могут использоваться различные материалы, такие как многослойное диэлектрическое зеркало, металлическое зеркало или хиральное жидкокристаллическое зеркало.

Спектрально такие моды проявляются в спектре отражения или пропускания образца в виде узких пиков на тех длинах волн, на которых свет должен был отражаться от каждой среды. Если в одной системе существует более двух границ, то одновременно могут быть возбуждены несколько таммовских мод и соответственно возникнуть несколько пиков в спектре.

Влияя на образец, можно изменять параметры его отдельных элементов, например, спектральной области отражения хирального зеркала. Можно подобрать такие параметры, чтобы спектральные пики совпали друг с другом. В этом случае говорят о гибридных таммовских модах. Эта ситуация может привести к различному виду спектров – в некоторых случаях пики могут расщепиться.

Авторы предложили дизайн перестраиваемого жидкокристаллического устройства на основе гибридных таммовских мод. В структуре возбуждаются два различных типа таммовских мод – таммовские плазмоны и хиральное оптическое таммовское состояние. Первые локализуются на границе металлической пленки и анизотропного зеркала, вторые – на границе анизотропного зеркала и холестерического жидкого кристалла.

Таммовские плазмоны возбуждаются на двух разных длинах волн для ортогональных линейных поляризаций, при этом хиральное таммовское состояние возбуждается только на одной длине волны вне зависимости от поляризации падающего излучения. Одним из вариантов потенциального применения предложенного устройства является перестраиваемый лазер, который может работать в двух или трехмодовом режиме.

«Изучение таммовских мод – это очень перспективное направление современной фотоники, интерес к которому связан с их применениями для различных устройств, таких как лазеры, эмиттеры, поглотители, сенсоры, устройства фотовольтаики и топологической фотоники.

Жидкие кристаллы являются многообещающим элементом для перестройки положения таммовских мод. При этом они могут быть не только служебным элементом, изменяющим оптические свойства, но также самим отражателем. Как правило, в этом качестве используются холестерические жидкие кристаллы, которые обладают необычными поляризационными свойствами.

Преимуществом предложенного устройства является возможность изменения спектрального положения таммовских мод при помощи внешних воздействий, например, электрического поля или изменения температуры, и как следствие величины расщепления мод», — рассказал кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии базовой кафедры фотоники и лазерных технологий СФУ Максим Пятнов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сибирский федеральный университет — высшее учебное заведение, расположенное в Красноярске. Первый в России федеральный университет. Крупный научно-исследовательский и образовательный центр в России. Крупнейший университет восточной части России.
30 июля
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

30 июля
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

31 июля
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: