Исследователи разработали фотонные кристаллы времени
Исследователи из Университета Аалто, Университета Восточной Финляндии, Технологического института Карлсруэ и Харбинского инженерного университета разработали фотонные кристаллы времени.
Эти материалы способны усиливать свет и открывают новые перспективы для связи, визуализации и зондирования. Статья об этом опубликована в журнале Nature Photonics.
Фотонные кристаллы времени отличаются от обычных тем, что имеют временную, а не пространственную структуру. Они остаются однородными в пространстве, но периодически изменяются во времени.
Это создаёт условия для распространения света и возникновения эффекта импульсных запрещённых зон, где свет задерживается и его интенсивность растёт со временем. Одним из возможных применений фотонных кристаллов времени является создание нанодатчиков.
Эти устройства смогут обнаруживать мельчайшие частицы, такие как вирусы или биомаркеры заболеваний. При попадании частиц на поверхность кристалла, он улавливает испускаемый свет и автоматически усиливает его.
Это повысит точность и чувствительность методов диагностики. Разработка фотонных кристаллов времени для видимого света была сложной задачей из-за необходимости сверхбыстрых изменений свойств материалов.
Ранее исследователи смогли продемонстрировать фотонные кристаллы времени на низких частотах, таких как микроволны. Теперь же команда предложила новый подход, позволяющий достичь истинно оптических фотонных временных кристаллов.
Используя массив крошечных кремниевых сфер, они продемонстрировали, что условия для усиления света могут быть реализованы в лаборатории. Это открытие может привести к созданию более компактных и мощных оптических устройств, таких как лазеры и датчики.
Это, в свою очередь, обещает серьёзные изменения в различных областях науки и техники.