Optische Wellen ohne Beugung
Herkömmliche optische Geräte sind naturgemäß mit einer Begrenzung verbunden: Sie können nur Merkmale abbilden, die mindestens der halben Wellenlänge der Strahlung entsprechen. Die Größe der Merkmale und der Raum zwischen den Mustern werden durch die Beugungsgrenze des Lichts bestimmt; daher werden kleinere Wellenlängen benötigt, um ein höheres Auflösungsvermögen zu erreichen. Die Verwendung von Metallen könnte signifikant zur Entwicklung von optischen Nahfeldgeräten beitragen.Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "Active and passive exploitation of light at the nanometre scale" (APEX-SPP) wird der Einsatz von Metallen untersucht, die als Wellenleiter für elektromagnetische Energie unter der Beugungsgrenze sichtbaren Lichts dienen werden. Insbesondere konzentrierten sich die APEX-SPP-Mitglieder auf das Verbinden der Siliziumphotonik mit Plasmonik, um siliziumbasierte aktive oder passive plasmonische Geräte zu konstruieren. Die Siliziumplasmonik bietet Größen für optische Modi, die bis zu einem Bruchteil der Beugungsgrenze hinabreichen können. Diese Feldverbesserungen können dazu eingesetzt werden, optische lineare und nicht-lineare Wirkungen zu verstärken. Um lineare und nicht-lineare Reaktionen maßzuschneidern, ist das Projekt darauf ausgerichtet, eine passende plasmonische Wellenleiter-Geometrie zu ermitteln.Die Projektpartner stellten plasmonische Laser her. Mit dem Erzeugen von Modi, die kleiner als die Beugungsgrenze sind, konnten sie durch Verstärkung eine Erregung unbegrenzt aufrechterhalten. Eine Untersuchung der Dynamik dieser kurzen Zeiträume zeigte, dass diese Kurzpulslaser für ultraschnelle Spektroskopie verwendet werden können. Die Mitglieder von APEX-SPP planen außerdem, Oberflächen-Plasmon-Nanolaser einzuführen, die mit III-V-Halbleitermaterialien betrieben werden sollen.Aus einer Technologie, die elektromagnetische Wellen in winzige Strukturen zwängt, könnte eine neue Generation der superschnellen Computerchips und der ultraempfindlichen Sensoren für die Gesundheitsversorgung, Verteidigung und Sicherheit hervorgehen.
