Новости науки. Фотон на привязи

Принцип работы суперлинзы. Иллюстрация Дарьи Сокол, пресс-служба МФТИ

Масса электрона мала, но не равна нулю, поэтому его нельзя мгновенно привести в движение. Если бы вместо электронов микросхемы оперировали фотонами, техника работала бы намного быстрее. Российские ученые из МФТИ вместе с датскими коллегами впервые наблюдали в эксперименте плазмонную нанострую. 

Это явление позволяет сфокусировать свет на наномасштабе. Подобное уплотнение световых волн необходимо, чтобы использовать их в качестве переносчика сигналов в компактных устройствах, которые будут работать быстрее электроники. Миниатюризация потребует управления фотонами на столь маленьких масштабах, что световую волну придется локализовать в минимальном объеме. 

В идеале нужно собрать свет в пятно размером менее 50% длины волны, что невозможно сделать обычной линзой – это фундаментальное ограничение называется дифракционным пределом.Исследователи сконструировали фокусирующий элемент, который способен превратить свет в особый вид электромагнитных волн со сжатием до 60% длины исходного излучения и потенциалом преодолеть дифракционный предел. Изготовленная металинза представляет собой квадрат диэлектрика размером 5 на 5 мкм и толщиной 0,25 мкм. Эта конструкция помещена на золотую пленку толщиной 0,1 мкм, на обратной стороне которой нанесена рельефная решетка. 

При облучении такой системы лазером в плоскости раздела между золотом и диэлектриком возникает возмущение в виде так называемого поверхностного плазмона-поляритона: коллективное колебание электронов в металле (плазмон), согласованное с распространением по поверхности световой волны (поляритон). Эти поверхностные плазмоны-поляритоны поддаются субволновой фокусировке, то есть их можно локализовать сильнее, чем породивший их лазерный импульс.Таким образом можно сильно локализовать излучение и манипулировать «сжатым светом» на наномасштабе. А это необходимое условие для интеграции на чипе фотонных и плазмонных устройств, которые будут работать значительно быстрее своих электронных аналогов.

По информации пресс-службы МФТИ