Нанодиск позволит уменьшить фотонные устройства
Ученые Технологического университета Чалмерса смогли упаковать известный материал в форму диска, чем значительно улучшили его свойства. Наноразмерный диск показал значительную нелинейность с высоким показателем преломления.
Фотоника использует взаимодействия света с материей для создания устройств, работающих с оптическим, а не электрическим сигналом. Фотонные устройства могут превосходить электронные по рабочим характеристикам. Применение фотоники значительно развило медицину, связь, спектроскопию, лазерные и квантовые технологии.
Исследователи использовали дихалькогенид переходного металла (TMD) дисульфид молибдена — одномерный материал с важными для фотоники оптическими свойствами, проявляющимися при комнатной температуре. Этот материал крайне проблематично наслаивать сам на себя без потери нелинейных свойств из-за особенностей его кристаллической решетки.
Ученые впервые создали нанодиск из специально сложенных слоев дисульфида молибдена. Им удалось сохранить нарушенную инверсную симметрию в объеме материала. Он сохраняет нелинейные оптические свойства каждого слоя и усиливает их. Исследование опубликовано в Nature Photonics.
Полученный материал обладает высоким показателем преломления, что позволяет более эффективно сжимать в нем свет. Его можно переносить на любые подложки без необходимости совмещать с ним атомную решетку. Это уменьшает стоимость создания фотонных устройств.
Нанодиск захватывает электромагнитное поле и генерирует свет удвоенной частоты — эффект, называемый генерацией второй гармоники. Это нелинейное оптическое явление используют в высокоэнергетических импульсных лазерных системах.
Структура в форме диска намного меньше длины волны видимого света: всего 50 нанометров. При этом она преобразует частоту света в 10 тысяч раз результативнее, чем неструктурированный материал такого же типа.
Созданный исследователями материал и конструкция обладают хорошими собственными нелинейными оптическими свойствами и значительными линейными оптическими характеристиками — показатель преломления в видимом диапазоне составляет 4,5.
Генерация второй гармоники и другие нелинейные процессы используются в лазерах постоянно, но способные на это элементы обычно размером несколько сантиметров. А величина нанодиска — около 50 нанометров, что примерно в 100 тысяч раз тоньше.
Исследователи полагают, что TMD-материалы, благодаря их размерам и уникальным свойствам, будут использованы для миниатюризации фотоники. Результаты работы найдут применение в нелинейной оптике и генерации запутанных пар фотонов.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии