작은 광학 장치는 빛이 제어되는 방식을 바꿉니다

MIT 연구자들은 현대 광학 장치의 설계를 변형시킬 수있는 층화 된 양자 재료 인 황화물 브로마이드 (CRSBR)를 사용하여 새로운 나노 포닉 플랫폼을 개발했습니다.이를 통해 광학 모드를 동적으로 전환 할 수있는 초소형 효율적인 구성 요소가 가능하며 이전에는 나노 포토닉에서 달성하기 어려운 것입니다.

CRSBR의 주요 장점은 자기 순서와 강한 광학 응답의 조합에 있습니다.기계적 움직임이나 열 변화없이 겸손한 자기장을 사용하여 광학 특성의 연속적이고 가역적 튜닝을 허용합니다.이 조정성이 높은 굴절률과 결합 된이 조정성은 몇 나노 미터 두께의 광학 구조물을 생성 할 수 있으며, 기존 재료로 만든 것보다 훨씬 작습니다.

물질의 광학 거동은 촉진에 의해 구동되며, 빛이 긍정적으로 하전 된 구멍 뒤에 남겨진 전자를 흥분시킬 때 형성된 준 사양.이러한 결합 된 쌍은 빛과 강하게 상호 작용하며 자기장에 매우 반응이 높아서 빛이 재료를 통과하는 방식을 제어 할 수 있습니다.

실리콘, 실리콘 질화물 및 이산화 티타늄과 같은 전통적인 나노 포닉 물질과 달리 CRSBR은 두 가지 주요 영역의 굴절률 및 조정성을 크게 개선합니다.기존 재료는 비교적 겸손한 굴절률을 가지며, 빛을 제한 할 수있는 정도를 제한하여 소형 장치가 어떻게 될 수 있는지 제한합니다.또한, 이들의 광학 특성은 제조 후 고정되어 있으며, 이는 일반적으로 구조를 물리적으로 변경해야한다는 것을 의미한다.

CRSBR은 두 한계를 모두 극복합니다.큰 굴절률은 더 엄격한 빛 감량을 허용하는 반면 자기 감도는 동적 제어를 가능하게합니다.자기장이 적용되면 굴절률이 크게 이동하여 장치가 움직이는 부품없이 다른 광학 모드간에 전환 할 수 있도록합니다.

이 강력한 빛의 상호 작용은 또한 빛과 물질의 특성을 결합한 편광선, 하이브리드 준 입자의 자연적인 형성으로 이어진다.이 Polaritons는 향상된 비선형 광학 효과를 지원하고 외부 광장 없이도 양자 광 전송을 가능하게합니다.

지금까지 시연은 최대 132 개의 켈빈의 극저온 온도에서 작동하는 CRSBR 플레이크를 사용했습니다.그러나,이 재료는 기존 광자 플랫폼과 호환되며 향후 광 음질 회로에서 조정 가능한 구성 요소로 사용될 수 있습니다.이것은 저온 작동이 허용되는 양자 시뮬레이션, 비선형 광학 및 재구성 가능한 편광 시스템의 응용에 특히 유망합니다.

실내 온도 작동과 실용 장치의 광범위한 채택을 지원할 수있는 자기 순서 온도가 높은 관련 재료를 찾는 연구가 진행 중입니다.