نانو فوتونیک با پلاسمون های سطحی

پیشرفت‌های کنونی در فناوری‌های نوری به سمت دستگاه‌های نانومقیاس با ابعاد زیرموج هدایت می‌شوند که در آن فوتون‌ها در مقیاس نانو دستکاری می‌شوند. اگرچه نور به وضوح سریع ترین وسیله برای ارسال اطلاعات به و از مقیاس نانو است، اما یک ناسازگاری اساسی بین نور در مقیاس میکرو و دستگاه ها و فرآیندهای در مقیاس نانو وجود دارد. فلزات نانوساختار که از حالت‌های پلاسمون سطحی پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند میدان‌های الکترومغناطیسی (EM) را تا کسر کوچکی از طول موج متمرکز کنند و در عین حال قدرت میدان محلی را با چندین مرتبه قدر افزایش دهند. به همین دلیل، نانوساختارهای پلاسمونیک می‌توانند به‌عنوان جفت‌کننده‌های نوری در سرتاسر رابط نانو-میکرو عمل کنند: نانوساختارهای فلز-دی الکتریک و فلز-نیمه‌رسانا می‌توانند به عنوان نانوآنتن‌های نوری عمل کنند و جفت شدن ماده نوری را در دستگاه‌های مقیاس نانو تقویت کنند.

دستگاه نانوفوتونیکی محققان را به سمت ارتباطات کوانتومی و امکانات حسی هدایت می کند

به گفته محققان، محققان دانشگاه روچستر از یک دستگاه نانوفتونیک لایه نازک و پدیده درهم تنیدگی کوانتومی برای تولید پهنای باند بسیار بزرگ استفاده کرده‌اند که رکوردی برای فراباند است. محققان فوتون‌ها و به‌ویژه فرکانس‌های آنها را در کار درگیر کردند.

این پیشرفت می‌تواند منجر به افزایش حساسیت و وضوح آزمایش‌ها در اندازه‌شناسی و سنجش، از جمله در طیف‌سنجی، میکروسکوپ غیرخطی و OCT کوانتومی شود.

درهم تنیدگی کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که دو ذره کوانتومی به هم متصل شوند، حتی زمانی که از هم دور باشند. هرگونه مشاهده یک ذره بر دیگری تأثیر می گذارد، گویی ذرات در حال ارتباط هستند. وقتی این رفتار درهم‌تنیدگی شامل فوتون‌ها می‌شود، درهم‌تنیدگی فرکانس‌های فوتون - که پهنای باند آن قابل کنترل است - امکان‌پذیر است.

تا به امروز، بیشتر دستگاه‌هایی که برای تولید درهم‌تنیدگی باند پهن استفاده می‌شوند، یک کریستال حجیم را به بخش‌های کوچکی تقسیم می‌کنند که هر کدام دارای خواص نوری کمی متفاوت هستند و هر کدام فرکانس‌های متفاوتی از جفت‌های فوتون را تولید می‌کنند. سپس فرکانس‌ها با هم جمع می‌شوند تا پهنای باند بزرگ‌تری به دست آورند.

عثمان جاوید، دکترای تخصصی، گفت: با این حال، این فرآیند ناکارآمد است و روشنایی و خلوص فوتون ها را کاهش می دهد. دانشجوی آزمایشگاه Qiang Lin، استاد مهندسی برق و کامپیوتر که این تحقیق را رهبری کرد. در این دستگاه‌ها، همیشه بین پهنای باند و روشنایی جفت فوتون‌های تولید شده یک مبادله وجود خواهد داشت.

جاوید گفت: «ما این مبادله را با تکنیک مهندسی پراکندگی کاملاً دور زده‌ایم تا هر دو را به دست آوریم: پهنای باند بی‌سابقه با روشنایی بی‌سابقه.

فدریکو کاپاسو

فدریکو کاپاسو استاد فیزیک کاربردی رابرت ال والاس در دانشگاه هاروارد است ، که در سال 2003 پس از 26 سال فعالیت در آزمایشگاه های بل به آنجا پیوست ، جایی که از پست فوق به عنوان معاون تحقیقات فیزیکی رئیس جمهور ارتقا یافت. 

مجله Nano Today

نانو فوتونیک کاربردی

مجله نانوفوتونیک

نانوفوتونیک لیتیوم نیوبات

فناوری مدار مجتمع فوتونی (PIC) پتانسیل بالایی برای عبور از تنگناها در شبکه های فوتونی و اپتوالکترونیکی فعلی دارد. اخیراً ، انقلابی در زمینه فوتونیک لیتیوم نیوبات (LN) مشاهده شده است. طی دهه گذشته ، موجبرهای LN در مقیاس نانو با از دست دادن انتشار 0.01 دسی بل و شعاع انحنا در سطح 100 میکرومتر نشان داده شده است. این انقلاب عمدتاً از دو پیشرفت تکنولوژیکی ، بلوغ فناوری لیتیوم نیوبات بر عایق (LNOI) و نوآوری در روش های نانوساختاری سازه های فوتونی LNOI با کیفیت بالا سود می برد. 

ماده نانوفوتونیک ترکیبی برای آلاینده ها ، اکسیتون ها و چرخش ها

ماده نانوفوتونیک ترکیبی برای آلاینده ها ، اکسیتون ها و چرخش ها

محققان نانوفوتونیک و نانو فتوولتائیک برای حل کارآمد واکنش ماده با نور ، نیروها را متحد می کنند. محققان استراتژی های مختلفی را برای این منظور ایجاد کرده اند ، مانند حفره های دی الکتریک که فوتون ها را برای مدت زمان طولانی ذخیره می کند و پلاسمونیک هایی که از فلزات برای محدود کردن نور به حجم کم استفاده می کنند. 

برنامه تحقیقاتی نانوفوتونیک

حوزه تحقیقاتی نانوفوتونیک: علم کنترل نور در مقیاس های کوچکتر از طول موج. محققان با استفاده از نانوساختارهای فلزی و دی الکتریکی که در معماری 2D و 3D مجسمه سازی شده اند ، می توانند جریان و محدودیت نور را کنترل کنند ، از راه هایی که در هندسه های معمولی قابل دسترسی نیست. نانوفوتونیک فقط مربوط به نور نیست ، بلکه همچنین مربوط به تحریکات مادی است که نور با آن ارتباط برقرار می کند: تلفن ها ، الکترون ها ، چرخش ها و اکسیتون ها.

کتاب اپتیک و لیزر

فیبر نوری

هولوگرافی

تصویربرداری و میکروسکوپ

چاپ سنگی

نانوفوتونیک

اپتیک غیرخطی

اپتیک - مواد