Международная команда ученых из Университета Аалто, Университета Восточной Финляндии, Технологического института Карлсруэ и Харбинского инженерного университета впервые создала реалистичные фотонные кристаллы времени. Эти уникальные материалы способны значительно усиливать свет, что открывает новые возможности в сфере связи, визуализации и зондирования. Результаты исследования были опубликованы в престижном журнале Nature Photonics.
Фотонные кристаллы времени отличаются от обычных кристаллов тем, что их структура периодически изменяется во времени, а не в пространстве. Это создает особые условия для распространения света, приводящие к возникновению эффекта импульсных запрещенных зон. Внутри таких кристаллов свет задерживается, а его интенсивность экспоненциально растет.
Одно из потенциальных применений фотонных кристаллов времени — создание нанодатчиков. Эти устройства смогут обнаруживать микроскопические частицы, такие как вирусы или биомаркеры заболеваний. При контакте с такими частицами кристаллы будут улавливать и усиливать испускаемый свет, что значительно повысит точность и чувствительность методов диагностики.
Разработка фотонных кристаллов времени для видимого света всегда была сложной задачей из-за необходимости быстрых и сильных изменений свойств материалов. Ранее ученые уже демонстрировали подобные кристаллы на низких частотах, таких как микроволны. Однако теперь команда предложила новый подход, позволяющий создать истинные оптические фотонные кристаллы времени.
Используя массив маленьких кремниевых сфер, исследователи продемонстрировали, что условия для усиления света могут быть реализованы в лаборатории. Это открытие открывает путь к созданию более компактных и мощных оптических устройств, таких как лазеры и датчики, что может привести к революционным изменениям в науке и технике.
Ссылка на источник: https://lenta.ru
