Valon ansoittaminen kolmiulotteisesti

04.03.2019

Twente-fotoni-vankilaan-275.jpgTimanttisen fotonikiteen rajaus fotoneille muodostuu kahdesta keskenään kohtisuorasta poraushuokosesta, jotka ovat halkaisijaltaan muita porauksia pienempiä. Näiden leikkauspisteessä kiteessä syntyy fotoneja vangitseva pistevika.

Twenten yliopiston tutkijat kehittivät vuonna 2014 erityisen kolmiulotteisen nanokaviteetin, johon voi vangita fotoneja.

Fotonien rajoittaminen tällaisessa kolmiulotteisessa ontelossa voi johtaa pieniin ja tehokkaisiin lasereihin ja ledivaloihin tai informaation tallentamiseen tai ultraherkkiin valoantureihin.

Valon loukuttamistekniikat ovat fotoniikan perusteita. Laserontelossa kahden peilin väliin muodostuu seisova aalto tietystä valon väristä riippuen peilien välisestä etäisyydestä. Sivusuuntainen valo jää kuitenkin hyödyntämättä.

UT:n tutkijat osoittavat, että kolmiulotteisesta fotonikiteestä, joka koostuu huokosista, jotka on syövytetty syvälle piihin kahdessa suunnassa, kohtisuoraan toisiinsa nähden valon loukuttaminen onnistuu.

Huokoinen fotonikide tunnetaan tietyistä valo-ominaisuuksistaan. Sen rakenne mahdollistaa vain tiettyjen aallonpituuksien valon etenemisen kiteen sisällä.

UT:n tutkijat osoittavat, että muuttamalla kahden piihin poratun huokosen halkaisijaa, niiden risteyskohtaan kiteen sisällä muodostuu epäsäännöllinen vikakohta. Muualla kiderakenne on jaksollinen, mikä pakottaa fotonin pitäytymään risteyskohdassa.

Aikaisemmassa työssään ryhmä osoitti, että tämän kaltaiset fotoniset kiteet voivat heijastaa hyvin laajasti värejä valon värejä kaikkiin suuntakulmiin. Nyt aiheesta saatiin tarkempia tuloksia.

”Laskelmistamme käy ilmi, että tässä ontelon pienessä tilavuudessa optista energiaa tehostetaan jopa 2400-kertaisesti kiteen ulkopuolelle verrattuna. Tämä on hyvin suuri parannus, kun otetaan huomioon pienet mitat ”, toteaa dr. Devashish, tutkimuspaperin johtava tekijä.

Tällaisella kiteellä on myös huomattava näkyvän valon absorptio kun sen rakennetta muutetaan paikallisesti. Se on jopa kymmenen kertaa suurempi kuin peruspiin absorptio. Näin vahva absorbtio erittäin pienessä tilavuudessa on hyvä ominaisuus uudenlaisille antureille.

Tulevaisuuden fotonisten integroitujen piireissä (PIC) näiden nanokaviteettien odotetaan olevan tärkeässä asemassa optisten signaalien käsittelyssä informaation tallennuksessa tai kvanttifotonisissa rakenteissa.

Aiheesta aiemmin:

Pienempiä optisia komponentteja

Laseronteloille uusia muotoja ja toimintoja

22.05.2019Erittäin nopeita magneettisia muisteja
21.05.2019Happea akkujen kehitykseen
20.05.2019Neulanreiät hologrammeja tuottamaan
17.05.2019Lasketaan nopeammin kvasihiukkasilla
16.05.2019Kondensaattoreita tulostamalla
15.05.2019Kvanttitietotekniikkaa grafeenin ja piin avulla
14.05.2019Suurtaajuussiirto tehostuu grafeenilla
13.05.2019Aivomaista tietotekniikkaa
11.05.2019Kvanttitason mittauksia
09.05.2019Tehokkaampia muistimateriaaleja
08.05.2019Lämpösähköä spinien tasolta
07.05.2019Suurin ja nopein optinen kytkinpiiri
06.05.2019Tehokkaita lämpöjohteita nanoelektroniikalle
03.05.2019Monenlaista ledien värien hallintaa
02.05.2019Staattinen negatiivinen kondensaattori
30.04.2019Kompaktia pitkäaaltoista viestintää
29.04.2019Nanoklustereista puolijohteita
26.04.2019Uudenlainen spintransistori
25.04.2019Aurinkoa seuraten
24.04.2019Kvanttimateriaali aivojen kaveriksi
23.04.2019Uusia rakenteita Litium-ioni akuille
18.04.2019Spinaaltoja nanoelektroniikkaan
17.04.2019Huonelämpötilassa toimivia keinotekoisia atomeja
16.04.2019Uusi ihmemateriaali: yksittäisiä 2D-fosforeeninauhoja
15.04.2019Eksoottisia kvanttivaikutuksia
12.04.2019Fononeja suunnaten ja laseroiden
11.04.2019Kuparipohjainen vaihtoehto kullalle
09.04.2019Vanhassa vara parempi
08.04.2019Mainoksen esittelyteksti
08.04.2019Tehokkaita ledejä nanolangasta
05.04.2019Nanogeneraattori kankaalle 3D-tulostuksella
03.04.2019Topologiaa valoaalloille
02.04.2019Kolme mittausta yhdellä selluanturilla
01.04.2019Monipuolisia orgaanisia transistoreita
29.03.2019Kvanttisimulointia valolla
28.03.2019Sähköä syöviä mikrobeja
27.03.2019Proteiini tarjoaa vaihtoehtoja ionijohteille
26.03.2019Metamateriaali ratkoo yhtälöitä
25.03.2019Molekyylimoottorit toimivat yhdessä
22.03.2019Laveampaa kvantti-informaation vaihtoa
21.03.2019RF-fotoneja ja kvanttihyppyjä
20.03.2019Säädettävää ja äänennopeaa lämmönjohdetta
19.03.2019Molekyylielektroniikan toimintoja kvantti-interferenssillä
18.03.2019Nesteitä ja molekyylejä sähkön tuottajiksi
15.03.2019Moiré-kuviot tuottavat superhiloja
14.03.2019Kvanttivaloa ja kvanttipisteitä
13.03.2019Kävisikö pii sittenkin akkuanodiksi
12.03.2019DNA-tietotekniikka tehostuu
11.03.2019Kvanttianturi tehostaa syövän hoitoa
08.03.2019Miten olisi magnonielektroniikka?
07.03.2019Spintroniikka näyttää kykynsä
06.03.2019Eriväristen fotonien lomittaminen
05.03.2019Ionisia transistoreita bioelektroniikalle
04.03.2019Valon ansoittaminen kolmiulotteisesti
04.03.2019Muokattava kaistaero grafeenilla
28.02.2019Magneettisuus kääntyy sähkökentällä
27.02.20193D-tulostuksella mekaanisia logiikkaportteja
26.02.2019Kertakäyttöisiä antureita 3D-tulostuksella
25.02.2019Kierteisiä elektroneja ja eksitoneja
25.02.2019Käännetään ledi jäähdyttäjäksi
21.02.2019Monimuotoisia kaksiulotteisia
20.02.2019Huonelämpöinen alusta kvanttiteknologialle
19.02.2019Lisäkalvo tekee litiumioniakuista turvallisia
18.02.2019Uusia materiaaleja elektroniikalle
15.02.2019Elektronien nestettä huonelämpötilassa
14.02.2019Parempaa orgaanista seostusta ja rajapintoja
13.02.2019Eksitoneja, bieksitoneja ja polaritoneja samassa materiaalissa
12.02.2019Muistitekniikan kehityssuuntia
11.02.2019Vähemmän kohinaa
08.02.2019Protoneista akkujen varausten siirtäjä?
07.02.2019Negatiivista kapasitanssia
06.02.2019Grafeeniantureita aivoihin ja mikropiireille
05.02.2019Hiilidioksidipäästöt vedyksi ja sähköksi
04.02.2019Nopeutta orgaanisille akuille
01.02.2019Kahdenlaisia varauksenkantajia suprajohteissa
31.01.2019Energian keruuta MEMS:llä ja fraktaaleilla
30.01.2019Anturiverkoille mallia sammakoilta
29.01.2019Valon ohjelmointia sirulla
28.01.2019Kemiallista logiikkaa
25.01.2019Lentäviä optisia kissoja kvanttiviestintään
24.01.20193D-printattua pietsomateriaalia
23.01.2019Epätavalliset ratkaisut tehostavat magnesiumakkuja
22.01.2019Valolla kirjoitettavia magneettisia muisteja
21.01.2019Tehokkain kvanttitietokone yhden atomin kubitilla
18.01.2019Läpimurtoja orgaaniselle elektroniikalle
17.01.2019Virtausanturi verelle
17.01.2019Suunniteltuja materiaaleja fotonien hyödyntämiseksi
15.01.2019Perovskiitista spintroniikan perusta?
14.01.2019Spinkuvioita korkean lämpötilan suprajohteissa
11.01.2019Kvanttimateriaaleja puolijohteiden tilalle
10.01.2019Eksitonit avaavat tietä tehokkaampaan elektroniikkaan
09.01.2019Ympäristö muuttaa molekyylin kytkimeksi
08.01.2019Itseoppimiseen tukeutuva konenäkö
07.01.2019Parempia Li-Ion -akkuja
04.01.2019Biologinen salausavainjärjestelmä
03.01.2019Origamilla mukautuva antennijärjestelmä
02.01.2019Topologisia LC-piirejä valo- ja mikroaalloille
31.12.2018Kytkin solussa sähköistää elämää
28.12.2018Yksikiteistä hybridiperovskiittia elektroniikkaan
21.12.2018Verkostoituminen menee kvanttiseksi

Näytä lisää »