Следует отметить, что нелинейные зеркала подобного рода уже создавались на базе обычных материалов с нелинейными оптическими характеристиками. Но, с учетом интенсивности падающего света и толщины структуры зеркала, зеркало на основе нелинейного метаматериала производит приблизительно в миллион раз больше фотонов с удвоенной частотой, нежели нелинейные зеркала из обычных материалов.
"Наша работа открывает набор новых парадигм в области нелинейной оптики" - рассказывает профессор Андреа Аллу (Andrea Alu), - "Используя комбинацию экзотического взаимодействия электромагнитных волн с метаматериалами, мы сможем реализовать принципиально новые технологии, которые с успехом можно применять как в области квантовых вычислений, так и в традиционной электронике".Метаматериал с нелинейными оптическими характеристиками состоит из последовательности более чем 100 слоев индия, галлия, мышьяка и алюминия. Толщина каждого слоя колеблется в пределах от 1 до 10 нанометров. Нижняя часть структуры покрыта слоем золота, а на верхнюю поверхность многослойной структуры зеркала нанесена крестообразная золотая решетка, имеющая заданную форму и геометрические размеры. Тонкие слои полупроводниковых материалов, чередующихся в структуре зеркала, ограничивают количество возможных квантовых состояний электронов в материале, а крестообразные золотые структуры представляют собой упорядоченные необходимым образом резонаторы, частоты которых соответствует частотам падающего и отраженного света.
Созданное в качестве демонстрации нелинейное зеркало рассчитано на преобразование волн длиной 8 микрометра в волны, длиной 4 микрометра. Однако, размеры структуры зеркала и резонаторов на его поверхности могут быть рассчитаны так, что зеркало будет эффективно работать и с волнами другой длины, от почти инфракрасного света до излучения терагерцового диапазона.
"Результаты наших исследований открывают путь к разработке новых сверхтонких оптических элементов, обладающих ярко выраженными нелинейными оптическими характеристиками. Такие элементы могут стать основой преобразователей частоты и других оптических устройств, используемых в химическом анализе, в области квантовых вычислений, в медицине и во множестве других областей" - рассказывает профессор Михаил Белкин (Mikhail Belkin).
Источник: Источник
Комментарии
Для того чтобы оставить комментарий, вам необходимо войти на сайт