Учёные Чалмерского технологического университета поместили материал в форму диска, что привело к повышению его свойств.
Нанодиск продемонстрировал высокую степень нелинейности и большой показатель преломления.
Фотоника создает устройства, работающие со светом вместо электричества, использую взаимодействия света с материей. Такие устройства могут быть более эффективными по рабочим характеристикам, чем электронные. Применение фотоники значительно продвинуло медицину, связь, спектроскопию, лазерные и квантовые технологии.
В исследовании использовался дисульфид молибдена — одномерный материал с оптическими свойствами, значимыми для фотоники, проявляющимися при комнатной температуре.
Учёные впервые изготовили нанодиск из аккуратно уложенных слоёв дисульфида молибдена. Благодаря этому удалось сохранить нарушенную инверсионную симметрию внутри материала. Он сохраняет нелинейные оптические свойства каждого слоя. усиливает их. Исследование опубликовано вNature Photonics.
Полученный материал имеет высокое значение показателя преломления, позволяющее эффективнее сжимать в нём свет. Перенос материала на различные основы не требует совмещения с атомной решеткой подложки. Этим снижается стоимость изготовления фотонных приборов.
Нанодиск поглощает электромагнитное поле и создает свет двойной частоты, что называется… генерациейВ высокоэнергетических импульсных лазерных системах применяют нелинейное оптическое явление второго порядка гармоники.
Дискообразная структура имеет размер, значительно меньший длине волны видимого света – всего 50 нанометров. Благодаря этому она переводит частоту света в 10 тысяч раз эффективнее, чем несформированный материал подобного рода.
Разработанный материал и конструкция демонстрируют хорошие собственные нелинейные оптические свойства и высокие линейные оптические характеристики — показатель преломления в видимом диапазоне равен 4,5.
Генерация второй гармоники и прочие нелинейные явления используются Лазеры всегда обладают подобными характеристиками, но применяемые для этого элементы обычно имеют размер нескольких сантиметров. Размер же нанодиска составляет приблизительно 50 нанометров, что в 100 тысяч раз тоньше.
Ученые считают, что TMD-материалы из-за своих габаритов и особенных качеств применятся для уменьшения фотонных устройств. Результаты исследования будут использованы в нелинейной оптике и создании пар запутанных фотонов.