Des physiciens du NIST ont étudié un système miniature de diffusion de la lumière - une couche ultrafine de nitrure de silicium,
Les chercheurs ont remarqué que la plupartexpériences, la lumière se comporte "comme prévu" et s'estompe rapidement. Cependant, si la largeur des rainures était presque égale à la distance qui les séparait, à une certaine longueur d'onde de la lumière infrarouge, son intensité diminuait de manière linéaire et non exponentielle. Dans le même temps, de légers changements dans la longueur d'onde ou la distance entre les rainures ont ramené le système à une décroissance exponentielle.
Les scientifiques ont également remarqué qu'à chaque foisl'intensité du flux se propageant le long du réseau est passée d'exponentielle à linéaire, la lumière diffusée vers le haut formait un faisceau large avec la même intensité partout.
Source : S. Kelley/NIST
L'équipe de recherche du NIST avait besoinplusieurs années pour développer une théorie qui pourrait expliquer l'étrange phénomène. Les scientifiques pensent que cela est dû à une interaction complexe entre la structure en treillis et la lumière se propageant vers l'avant et vers le haut. Dans certaines conditions, au point dit exceptionnel, la combinaison de ces facteurs réduit considérablement la perte de lumière infrarouge.
Comme le notent les auteurs de l'ouvrage, en outredes expériences ont montré que des points exceptionnels similaires sont caractéristiques de tout type d'ondes (par exemple, acoustiques, rayons X, radio) se propageant à travers une structure périodique avec pertes.
Les chercheurs croient que la propriété qu'ils ont trouvéede lumière aidera à transmettre des faisceaux de lumière d'un dispositif à puce à un autre sans perte d'énergie, ce qui est utile dans les communications optiques. Et un large faisceau vertical créé en un point exceptionnel sera utile lors de l'étude d'un nuage d'atomes.
Une autre application potentielle estsurveillance de l'environnement. Comme l'expliquent les auteurs des travaux, si un contaminant à la surface du capteur modifie la longueur d'onde de la lumière dans le réseau, le point exceptionnel disparaîtra brusquement et l'intensité lumineuse passera rapidement d'une décroissance linéaire à exponentielle.
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