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    4. 利用磁場任意切換納米激光器的狀態

      作者:光行天下小萌新譯文 來源:物理學家組織網 時間:2021-12-26 15:08 閱讀:1261 [投稿]
      阿爾托大學的最新研究顯示,磁場可以用來開關納米激光器。這一發現背后的物理學,為不受外部干擾的光信號鋪平了道路,從而使信號處理具有前所未有的魯棒性。

      阿爾托大學的最新研究顯示,磁場可以用來開關納米激光器。這一發現背后的物理學,為不受外部干擾的光信號鋪平了道路,從而使信號處理具有前所未有的魯棒性。該研究結果發表在《自然·光子學》上。

      激光將光聚焦成非常明亮的光束,在許多領域都很有用,例如寬帶通信和醫療診斷設備。大約十年前,人們開發出了稱為等離子體納米激光器的超小型快速激光器。這些納米激光器可能比傳統激光器更節能,并且在許多領域具有巨大優勢,例如,納米激光提高了用于醫療診斷的生物傳感器的靈敏度。

      到目前為止,打開和關閉納米激光器需要直接操作它們,無論是機械操作還是使用熱或光,F在,研究人員已經找到了一種遠程控制納米激光器的方法。

      這里的新奇之處在于,能夠用外部磁場控制激光信號。通過改變磁性納米結構周圍的磁場,可以打開和關閉激光。

      該團隊通過使用不同于普通材料的等離子體納米激光器實現了這一點。他們用磁性鈷-鉑納米點取代了通常的貴金屬,如金或銀,這種納米點是在金和絕緣二氧化硅的連續層上形成圖案的。他們的分析表明,材料和納米點在周期陣列中的排列都是產生這種效應所必需的。


      光子學朝著強大的信號處理方向發展

      新的控制機制可能在一系列利用光信號的設備中被證明是有用的,但它對新興拓撲光子學領域的影響更令人興奮。拓撲光子學旨在產生不受外部干擾的光信號。通過提供非常健壯的信號處理,這將在許多領域得到應用。

      van Dijken解釋說:“我們的想法是,您可以創建特定的拓撲光學模式,這些模式具有特定的特性,可以傳輸并保護它們免受任何干擾”。這意味著,如果設備存在缺陷,或者因為材料粗糙,光線可以通過設備而不受干擾,因為它受到拓撲保護。

      到目前為止,使用磁性材料創建拓撲保護的光信號需要強磁場。這項新的研究表明,在這種情況下,磁性的影響可以使用一種特殊對稱的納米顆粒陣列意外地放大。研究人員相信他們的發現可以為新的、納米級的、拓撲保護的信號指明方向。

      van Dijken說:“通常,磁性材料會導致光的吸收和偏振發生很小的變化。在這些實驗中,在光學響應方面產生了非常顯著的變化,高達20%,這是以前從未見過的”。

      學院教授補充說:“這些結果對于實現拓撲光子結構具有巨大潛力,在拓撲光子結構中,通過適當選擇納米顆粒陣列幾何結構可以放大磁化效應”。

      相關鏈接:https://phys.org/news/2021-12-magnets-toggle-nanolasers-photonics.html

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