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  • 研究人員設計出一種具有光捕獲和變色功能的晶體

    作者:LabBang(譯) 來源:phys.org 時間:2019-08-14 11:46 閱讀:908 [投稿]
    利用光子晶體腔來強迫兩束激光共存,光子晶體腔可以將光聚焦在一個微小的體積中。然而,現有的光子晶體空腔通常只局限于一個波長的光,其結構高度定制以適應這一波長。

    五年前,斯坦福大學博士后學者Momchil Minkov遇到了一個他急不可待解決的難題。他的非線性光學領域的核心是將光從一種顏色轉換為另一種顏色的裝置——這一過程對于電信、計算和激光設備和科學領域的許多技術都很重要。但是Minkov想要一個同時捕捉兩種顏色的光的裝置,這是一個復雜的壯舉,可以極大地提高光轉換過程的效率,他希望它是微觀的。 

     “當我在瑞士攻讀博士學位時,意大利帕維亞大學的達里奧·杰拉斯(Dario Gerace)第一次接觸到這個問題。當時我試著去做這方面的研究,但很難做到。從那以后,它就一直在我的腦海里。偶爾,我會向我所在領域的某個人提起,他們會說這幾乎是不可能的! 

     為了證明幾乎不可能仍然是可能的,Minkov和斯坦福大學電氣工程教授Shanhui Fan制定了用非常規的兩部分形式創造晶體結構的指南。他們的解決方案的細節于近日在《光學 Optica》雜志上發表,其中Gerace是合著者,F在,這個團隊開始為實驗測試構建理論化的結構。

     

    上圖所示為研究人員設計的插圖。為了控制和保持兩個波長的光,這種微觀的平板結構中的孔被安排和調整尺寸。這張圖片上的比例尺是2納米,即20億分之一米。

    限制光線的方法 

    任何遇到綠色激光指示器的人都能看到非線性光學的作用。在激光指向器內部,一個晶體結構將激光從紅外線轉換成綠色。(綠色激光對人們來說更容易看到,但只制造綠色激光的組件卻不那么常見。)這項研究的目的是在更小的空間內實現類似的波長減半轉換,由于光束之間的復雜相互作用,這可能會導致能源效率的大幅提高。 

    該小組的目標是利用光子晶體腔來強迫兩束激光共存,光子晶體腔可以將光聚焦在一個微小的體積中。然而,現有的光子晶體空腔通常只局限于一個波長的光,其結構高度定制以適應這一波長。 

    因此,這些研究人員設計了一種結構,它結合了兩種不同的方法來限制光,一種是抓住紅外線,另一種是抓住綠色,所有這些方法仍然包含在一個微小的晶體中,而不是形成一個統一的結構來完成這一切。 

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