Nowe techniki dostrajania torują drogę dla rozwoju nanofotoniki
Badacze europejscy skorzystali z technologii dostrajania częstotliwości radiowych do opracowania nowej metody kontroli światła w nanoskali. Nowa metoda może znaleźć zastosowanie w pracach rozwojowych nad czułymi biosensorami do stosowania w diagnostyce lekarskiej lub w bardzo szybkich fotodetektorach opracowywanych na potrzeby przetwarzania informacji. "Rozszerzenie teorii obwodowej na częstotliwości widzialne i podczerwień usprawni projektowanie nowych urządzeń i czujników fotonicznych. Zapełni to lukę pomiędzy tymi dwiema dyscyplinami" - stwierdził Javier Aizpurua z Center of Material Physics oraz Donostia International Physics Center w Hiszpanii. Anteny to urządzenia, które przekazują lub odbierają fale elektromagnetyczne. Z kolei anteny optyczne mają za zadanie odbiór lub przekaz światła widzialnego lub podczerwieni. Mogą również skupiać światło na malutkich obszarach o wielkości jedynie kilku nanometrów (nanometr to jedna miliardowa metra). W badaniu, które zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Photonics, naukowcy z Niemiec, Hiszpanii i USA zajmowali się tzw. antenami szczelinowymi. Składają się one z dwóch złotych prętów w nanoskali umieszczonych obok siebie w linii, oddzielonych drobną szczeliną. Anteny szczelinowe są niezwykle efektywne, ale ich działanie może być osłabione z powodu obecności molekuł lub półprzewodników w szczelinie. Z wcześniejszych prac wynikało, że zjawisko to, znane jako ładowanie szczeliny, można by wykorzystać do dostrajania odpowiedzi anten optycznych. Badacze przetestowali swoje koncepcje, umieszczając metalowe mostki różnych rozmiarów w poprzek szczeliny. Aby zobaczyć, jak mostki wpływają na działanie anten, użyli mikroskopu pola bliskiego. "Monitorując drgania w polu bliskim różnych anten za pomocą naszego nowego mikroskopu pola bliskiego, mogliśmy bezpośrednio wyobrazić sobie, jak materia wewnątrz szczeliny wpływa na odpowiedź anteny" - wyjaśnił Rainer Hillenbrand, lider grupy nanooptycznej w nowoutworzonym instytucie badawczym Nanogune w Hiszpanii. "Wynik może mieć ciekawe zastosowania w zakresie dostrajania anten optycznych". Ich eksperymenty potwierdziły teorię, iż ładowanie szczeliny można wykorzystać do skutecznej manipulacji i kontrolowania anten szczelinowych. "Ukierunkowane ładowanie anteny to doskonały sposób na opracowywanie złożonych konfiguracji antenowych w spójnych aplikacjach kontroli, nanooptyce dostosowawczej oraz metamateriałach" - piszą naukowcy. Podsumowując, stwierdzają: "Otwiera to drogę do projektowania wzorów pola bliskiego bez konieczności zmiany długości anteny, co może być bardzo przydatne dla rozwoju kompaktowych i zintegrowanych urządzeń nanofotonicznych".
Kraje
Niemcy, Hiszpania, Stany Zjednoczone