• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
18.09.2025, 13:46
Evgenia Vavilova
783

Физики научились независимо контролировать яркость и фазу света

❋ 4.6

Коллектив ученых разработал миниатюрное оптическое устройство, которое позволяет независимо управлять интенсивностью и фазой света приложением напряжения. Оно работает с излучением второй гармоники.

Электрическое управление амплитудой генерации второй гармоники с использованием нелинейной поляритонной метаповерхности / © Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw8852
Электрическое управление амплитудой генерации второй гармоники с использованием нелинейной поляритонной метаповерхности / © Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw8852

Свет второй гармоники — излучение, получившееся при взаимодействии фотонов с нелинейной оптической средой. При генерации такого излучения ученые получают свет удвоенной частоты, а немного первичных фотонов проходят через препятствие без изменений. Вторая гармоника важна в тех областях физики, где свет используют как носитель энергии, — тогда частота становится критически важна. Возможности генерации второй гармоники также связаны с созданием и использованием запутанных фотонов.

Физики создали управляемый электрическим сигналом оптический компонент, способный осуществлять полную независимую модуляцию фазы и интенсивности света второй гармоники.

Обычно такие оптические компоненты пассивны — хранят, рассеивают или потребляют энергию. Новый элемент активен при своем небольшом размере в 4,5 на два микрометра. Контроль работы осуществляется приложением напряжения. Регулируя этот параметр, исследователи смогли точно выбирать как фазу, так и амплитуду излучения. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Экспериментальные данные об устройстве многообещающие: диапазон яркости устройства можно изменять практически от максимально возможного значения до полного нуля при доступности любой фазы от нуля до 360 градусов. Исследователи также смогли настроить нелинейный отклик в диапазоне приблизительно 0-30 нанометров на вольт, а значит, можно регулировать чувствительность устройства. Они могут сделать так, что напряжение вовсе не будет менять фазу излучения или будет влиять на нее значительно.

Научная группа рассказала о созданных с помощью свежей разработки фазовых и амплитудных решетках, обеспечивающих динамическое управление дифракционной картиной выхода света. Легкое переключение от одного типа к другому делает из нового устройства универсальный метод управления светом.

(A) СЭМ-изображение метаповерхности. Мета-атомы Ma и Mb изолированы друг от друга сухим травлением. (B) Полное изображение созданного устройства. Электрод Va присоединен Ma,Vb — к Mb. / © Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adw8852

Самым важным в разработке стала конструкция поверхности устройства. Ученые создали на ней наноструктуры с квантовыми ямами и металлическими нанополостями, расположенные парами с противоположными фазами.

«Впервые нам удалось преодолеть физические ограничения существующих нелинейных оптических устройств, предложить миниатюрную платформу, которая обеспечивает высокоскоростное и высокоточное оптическое управление исключительно с помощью электрических сигналов. Эта технология может стать фундаментальной платформой для активных квантовых оптических систем, таких как источники запутанных фотонов и системы управления квантовой интерференцией», — подытожил профессор Чжонвон Ли (Jongwon Lee), руководивший исследованием.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
1 мая, 11:34
Понамарева Валерия

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.

2 мая, 16:26
Андрей Серегин

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.

2 мая, 11:29
Любовь С.

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.

29 апреля, 13:04
Александр Березин

Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.

27 апреля, 16:43
Александр Березин

Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.

29 апреля, 14:23
Игорь Байдов

Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.

23 апреля, 18:34
Александр Березин

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.

5 апреля, 15:48
Александр Березин

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.

10 апреля, 10:51
Татьяна Зайцева

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.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Авторизуясь, вы даете согласие на обработку персональных данных и подтверждаете ознакомление с Политикой.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно