Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια διάτρητη μεμβράνη ημιαγωγού ως επεκτάσιμη
Οι μηχανικοί έλαβαν ως βάση της συσκευήςμια μεμβράνη φωσφιδικού αρσενικού γαλλίου ινδίου πάχους 200 nm. Αυτός ο ημιαγωγός χρησιμοποιείται σε συσκευές οπτικών ινών και τηλεπικοινωνιών. Οι επιστήμονες χάραξαν στην πλάκα χρησιμοποιώντας λιθογραφία πολλές τρύπες σταθερού μεγέθους και σχήματος, που βρίσκονται στην ίδια απόσταση η μία από την άλλη.
Φωτογραφία της επιφάνειας του αντηχείου. Πηγή: Kante group, Berkeley Engineering
Μοναδικές ιδιότητες του δημιουργημένου αντηχείουβασίζονται στη θέση και το μέγεθος των οπών, εξηγούν οι ερευνητές. Η διάτρηση γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργούνται σημεία Dirac. Η φάση του φωτός που διαδίδεται από το ένα σημείο στο άλλο είναι ίση με τον δείκτη διάθλασης επί τη διανυθείσα απόσταση. Δεδομένου ότι ο δείκτης διάθλασης είναι μηδέν στο σημείο Dirac, το φως που εκπέμπεται από διαφορετικά μέρη του ημιαγωγού είναι ακριβώς σε φάση και επομένως οπτικά το ίδιο.
«Υπήρχαν περίπου 3.000 τρύπες στη μεμβράνη στη μελέτη μας, αλλά θεωρητικά θα μπορούσαν να υπάρχουν ένα εκατομμύριο ή ένα δισεκατομμύριο, το αποτέλεσμα θα ήταν το ίδιο», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Walid Redjem.
Η ιδιομορφία των σημείων Dirac σχηματίζει μια δέσμη μονής συχνότητας. Πηγή: Kante group, Berkeley Engineering
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι η αύξηση του μεγέθους καιΗ ισχύς λέιζερ μίας συχνότητας ήταν ένα πρόβλημα στην οπτική. Το συνεκτικό κατευθυντικό φως με ένα μόνο μήκος κύματος αρχίζει να διασπάται καθώς αυξάνεται το μέγεθος της κοιλότητας του λέιζερ. Η τυπική λύση είναι η χρήση εξωτερικών μηχανισμών, όπως κυματοδηγοί για την ενίσχυση της δέσμης. Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση αυξάνει το μέγεθος της συσκευής.
Η νέα συσκευή δεν απαιτεί πρόσθετες τροποποιήσεις. Οι συντάκτες της ανάπτυξης πιστεύουν ότι θα βρει ευρεία εφαρμογή στις οπτικές επικοινωνίες, την τεχνολογία και την ιατρική.
Εικόνα εξωφύλλου: Kante group, Berkeley Engineering
Διαβάστε περισσότερα:
Το διαστημικό σκάφος πέταξε 200 χιλιόμετρα από τον Ερμή. Δείτε τι είδε
Η NASA κατάλαβε πώς να ψάξει για ζωή στον Άρη: το πείραμα έδειξε πού θα μπορούσε να είναι
Το μοναδικό διαστημικό αεροπλάνο θα παραδώσει φορτίο στον ISS. Δεν είναι σαν τους άλλους