Инженеры Гарварда создали чип, который может скручивать и управлять светом в реальном времени
Ученые разработали миниатюрное устройство на основе фотонных кристаллов и MEMS, способное динамически контролировать хиральность света, что открывает новые возможности для сенсоров, коммуникаций и квантовых технологий
Короткое резюме
Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук создали компактное устройство, которое может активно управлять «рукоподобностью» (хиральностью) света в реальном времени. Это достигается за счет механического вращения двух слоев фотонных кристаллов с помощью микроэлектромеханической системы (микроэлектромеханическая система, MEMS), что позволяет с высокой точностью различать свет с левой и правой круговой поляризацией.
Устройство представляет собой перестраиваемый скрученный двухслойный фотонный кристалл. Идея заимствована из области твистроники, известной по исследованиям скрученного двухслойного графена. Наноразмерные структуры из нитрида кремния, расположенные друг над другом и повернутые, создают новые оптические свойства и геометрическую хиральность, что приводит к кардинально разному пропусканию света с разной «закруткой». Точная настройка угла скручивания и расстояния между слоями с помощью микроэлектромеханической системы (MEMS) позволяет достичь почти идеальной селективности.
Разработка открывает путь к практическим применениям в хиральном зондировании для обнаружения специфических молекул, в динамических световых модуляторах для оптических систем связи и в квантовой фотонике. Хотя текущее устройство является доказательством концепции, предложенная стратегия проектирования позволяет создавать подобные системы, совместимые с современными методами производства фотонных чипов.
Динамический контроль хиральности
Устройство впервые позволяет активно и непрерывно настраивать реакцию на хиральный свет в реальном времени, в отличие от статических традиционных инструментов
Принцип скрученных слоев (твистроника)
Ключевая технология заимствована из исследований графена: вращение двух слоев фотонных кристаллов создает новые, не существующие в одиночном слое, оптические свойства для управления светом
Высокая селективность
Сильное взаимодействие между слоями позволяет устройству с почти идеальной точностью различать лево- и правокруговую поляризацию света при нормальном падении
Интеграция с микроэлектромеханической системой (MEMS) для практичности
Использование микроэлектромеханической системы для точного управления углом и зазором делает платформу мощной с точки зрения физики и совместимой с современным производством фотоники
Текст сгенерирован с использованием ИИ
