Учёные разработали уникальную метаповерхность для преобразования инфракрасного света в видимый

В Центре передовых научных исследований CUNY была создана инновационная метаповерхность, которая способна преобразовывать невидимый инфракрасный свет в видимый и точно управлять его направлением. Результаты этого исследования опубликованы в журнале eLight. Новый чип представляет собой тонкую пластину, покрытую наноструктурами, которая реагирует на инфракрасный лазер с длиной волны примерно 1530 нм, как в оптоволоконных системах. При попадании света на чип, он преобразуется в видимый зелёный свет (около 510 нм) и излучается в форме узкого направленного луча.


Изменение направления луча происходит благодаря простому изменению поляризации входящего света. Это можно представить как микроскопический прожектор, который не только меняет цвет, но и управляет направлением луча, всё это реализовано на одном чипе. По словам директора Инициативы по фотонике CUNY ASRC Андреа Алю, разработка решает важную инженерную задачу, объединяя методы коллективного резонанса для усиления света и наноструктуры с заданной формой для управления фазой и направлением.

Эффективность генерации третьей гармоники в этой системе примерно в 100 раз выше по сравнению с аналогичными устройствами, которые не используют коллективные резонансы. Это открывает перспективы для создания компактных источников света и элементов управления лучом, которые могут быть применены в таких технологиях, как LiDAR, генерация квантового света и оптическая обработка сигналов, интегрированных на одном чипе. Ведущий автор исследования Микеле Котруфо отметил, что технология адаптируема к различным нелинейным материалам и диапазонам света, включая ультрафиолетовый. В будущем есть возможность создания многослойных метаповерхностей для работы с более широким спектром длин волн. Поддержку исследования оказали Министерство обороны США, Фонд Саймонса и Европейский исследовательский совет.

Читайте также: