Понашање таласа у изузетним тачкама ће побољшати оптичку комуникацију и перформансе сензора

Физичари са НИСТ-а проучавали су минијатурни систем расејања светлости - ултратанак слој силицијум нитрида,

налази се на силиконском чипу.Уско распоређени периодични жлебови се примењују дуж целе дужине нитрида. Ови жлебови стварају дифракциону решетку, уређај који расипа светлост различитих боја под различитим угловима, а силицијум нитрид усмерава долазну светлост. Решетка расипа већину светлости нагоре, окомито на уређај, што би требало да изазове експоненцијално распадање светлосног таласа.

Истраживачи су то највише приметилиекспериментима, светлост се понаша "како се очекивало" и брзо бледи. Међутим, ако је ширина жлебова била скоро једнака растојању између њих, на одређеној таласној дужини инфрацрвене светлости, њен интензитет се смањивао линеарно, а не експоненцијално. У исто време, мале промене у таласној дужини или растојању између жлебова вратиле су систем у експоненцијално распадање.

То су сваки пут приметили и научнициИнтензитет флукса који се шири дуж решетке променио се од експоненцијалног до линеарног, светлост расејана нагоре формирала је широки сноп истог интензитета у целом делу.

Извор: С. Келлеи/НИСТ

Требао је истраживачки тим НИСТ-анеколико година да развију теорију која би могла да објасни чудан феномен. Научници верују да је то због сложене интеракције између структуре решетке и светлости која се шири напред и нагоре. Под одређеним условима, на такозваној изузетној тачки, комбинација ових фактора драматично смањује губитак инфрацрвене светлости.

Како напомињу аутори рада, даљеексперименти су показали да су сличне изузетне тачке карактеристичне за било коју врсту таласа (на пример, акустични, рендгенски, радио таласи) који се простиру кроз периодичну структуру са губицима. 

Истраживачи верују да је имовина коју су пронашлисветлости ће помоћи да се преносе снопови светлости са једног уређаја заснованог на чипу на други без губитка енергије, што је корисно у оптичким комуникацијама. А широк вертикални сноп створен на изузетној тачки биће користан када се проучава облак атома.

Још једна потенцијална апликација јемониторинга животне средине. Како објашњавају аутори рада, ако загађивач на површини сензора промени таласну дужину светлости у решетки, изузетна тачка ће нагло нестати, а интензитет светлости ће брзо прећи од линеарног до експоненцијалног опадања.

Опширније:

Лови се вековима: шта знамо о планети Вулкан поред Сунца

Физичари су експериментално потврдили нови фундаментални закон за течности

Астрономи су пронашли извор мистериозних радио рафала који долазе из свемира