Перестраиваемый оптический феномен в графене

Исследователи продемонстрировали перестраиваемое оптическое явление в графене, которое может проложить путь для широкого спектра оптических технологий следующего поколения, согласно новому докладу в журнале Nature Nanotechnology . ]

Изображение кредита: Егоров Артем / Шаттерсток

Генерация оптической гармоники – это производство новых частот или цветов, когда интенсивный свет контактирует с нелинейным материалом. Третье гармоническое поколение (THG), когда это явление генерирует свет с тройной мощностью падающего света. THG является результатом нелинейной связи между высокоинтенсивным лазерным излучением и материалом. Нелинейные оптические эффекты, такие как THG, используются в различных применениях, включая лазерную технологию, производство материалов и телекоммуникации.

Теоретически все материалы способны создавать новые световые частоты через THG. Однако реальность этого события обычно минимальна и не может быть использована извне. Исследователи, стоящие за новым исследованием, заявили, что они были привлечены к graphene для его сильного взаимодействия света и сильного нелинейного отклика третьего порядка на свет.

В исследовании исследователи продемонстрировали первый экземпляр перестраиваемой по ГТГ ТГГ в графене. Исследовательская группа показала, что устойчивая THG в графене может управляться внешним электрическим полем и увеличиваться на очень широкой полосе пропускания. Электрическое управление нелинейным оптическим откликом материала может обеспечить применение таких приложений, как переключатели, настраиваемые затвором. Такой переключатель мог бы сделать больше «цветов» доступными для использования в спектроскопии, что позволило бы ученым достичь нового понимания различных материалов и явлений. Оптические коммутаторы Graphene THG также могут использовать ранее неиспользуемые оптические частоты для доставки информации по оптическим кабелям, расширения количества информации, которая может быть отправлена, и, следовательно, повышения скорости передачи данных.

« Наша работа показывает, что эффективность генерации третьей гармоники в графене может быть увеличена более чем в 10 раз путем настройки приложенного электрического поля. Электрическое управление усилением третьей гармоники может быть достигнуто на сверхширокой полосе пропускания, прокладывая путь к электрически перестраиваемым широкополосным частотным преобразователям для приложений в оптической связи и обработке сигналов », – говорит исследователь Джанкарло Соави, исследователь из Университета из Кембриджа в Соединенном Королевстве, говорится в пресс-релизе.

Несмотря на то, что существуют современные устройства, которые используют нелинейную оптику для оптических переключателей, использование графена для THG может обеспечить интеграцию в устройства, работающие на сверхширокой полосе пропускания, отметили исследователи

«. Наши первоначальные исследования демонстрируют осуществимость этого подхода, поэтому теперь мы хотим приблизиться к созданию интегрированных устройств в оптических волокнах и волноводах », – сказал Соави

Франк Коппенс, профессор из ICFO (Институт фотонных наук) в Барселоне, который не принимал непосредственного участия в новом исследовании, сказал, что исследователи смогли обнаружить еще одно уникальное качество графена: настраиваемость THG в широком диапазоне длин волн .

« Поскольку все больше приложений являются полностью оптическими, эта работа открывает путь к множеству технологий – сказал Коппенс.

Автор исследования Андреа С. Феррари, который сидит на панели управления масштабной инициативы Европейского Союза Графен Флагшип, сказал, что новое исследование является еще одним доказательством способности графена удивлять в области оптики и фотоники.

Графенский флагман внес значительные инвестиции для изучения и использования оптических свойств графена. Эта совместная работа может привести к тому, что оптические устройства будут работать на диапазоне частот более широких, чем когда-либо ранее, что позволит обрабатывать или передавать больший объем информации.

Андреа К. Феррари, автор исследования

В аналогичном исследовании, опубликованном в прошлом месяце, исследователи показали, что изменение температуры графена со встроенным фотонным кристаллом может настраивать его способность поглощать свет. Это открытие может привести к разработке новых датчиков света, лазеров и технологий, способных манипулировать оптическими пучками.

Отказ от ответственности: мнения, выраженные здесь, принадлежат авторам, выраженным в их личном качестве, и не обязательно представляют мнение AZoM.com Limited T / A AZoNetwork, владельца и оператора этого сайта. Это отказ от ответственности является частью Условий использования этого веб-сайта.

Source link