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Lichtbeugende tech schrumpft kilometerlangen Strahlungssystem Skala bis Millimeter

Das DESY accelerator facility in Hamburg, Deutschland, geht für Meilen mit einem Partikel macht kilometerlangen Runden auf fast Lichtgeschwindigkeit zu bewirten. Jetzt haben Forscher eine solche Einrichtung auf die Größe eines Computerchips geschrumpft.

Ein University of Michigan-Team in Zusammenarbeit mit der Purdue University hat ein neues Gerät, die Geschwindigkeit aufnimmt, noch entlang von Kreisbahnen, aber im Terahertz-Bereich von Anwendungen, wie beispielsweise der Identifizierung gefälschter Dollarnoten oder der Unterscheidung zwischen Krebs- und gesundem Gewebe untere Licht Frequenzen erzeugen.

“Um Licht auf die Kurve zu bekommen, muss man jedes Stück des Lichtstrahls auf eine bestimmte Intensität und Phase formen, und jetzt können wir tun dies in einem äußerst chirurgischen Weg,” sagte Roberto Merlin, die University of Michigan Peter A. Franken Collegiate Professor für Physik.

Die Arbeit wird in der Zeitschrift Science veröffentlicht. Letzten Endes, Dieses Gerät könnte bequem für einen Computer-Chip angepasst werden.

“Je mehr Terahertz-Quellen, die wir haben, desto besser. Diese neue Quelle ist auch außergewöhnlich effiziente, geschweige denn, dass sie im Millimeterskala erstellt ein massives System ist,” sagte Vlad Shalaev, Purdue’s Bob and Anne Burnett Distinguished Professor of Elektro-und Informationstechnik.

LichtimpulsEin neues Gerät verbiegt sichtbares Licht innerhalb eines Kristalls zu erzeugen, “Synchrotron” Strahlung (Blau und Grün) über einen Beschleunigungslichtimpuls (rot) auf einer Skala tausendmal kleiner als massive Einrichtungen auf der ganzen Welt. (University of Michigan image / Meredith Henstridge)Bild herunterladen

Das Gerät, das Michigan und Purdue Forscher gebaut erzeugt sogenannte “Synchrotron” Strahlung, die elektromagnetische Energie von geladenen Teilchen abgegebene, wie Elektronen und Ionen,, , die sich bewegen, um die Geschwindigkeit von Licht in der Nähe, wenn Magnetfelder ihre Wege biegen.

Mehrere Einrichtungen auf der ganzen Welt, wie DESY, erzeugen Synchrotronstrahlung ein breites Spektrum von Problemen aus der Biologie zu den Materialwissenschaften zu studieren.

Aber bisherige Bemühungen Licht zu biegen, um eine Kreisbahn zu folgen, haben in Form von Linsen oder räumlicher Lichtmodulatoren zu sperrig kommen für die On-Chip-Technologie.

A team led by Merlin and Meredith Henstridge, jetzt ein Postdoc-Forscher am Max-Planck-Institut für die Struktur und Dynamik der Materie, diese sperrigen Formen mit etwa substituierte 10 Millionen winzige Antennen auf einem Lithiumtantalat-Kristall gedruckt, genannt “metasurface,” designed by the Michigan team of Anthony Grbic and built by Purdue researchers.

Die Forscher verwendeten einen Laser mit einer Puls von sichtbarem Licht zu erzeugen, das für eine trillionstel einer Sekunde dauert. Das Array von Antennen bewirkt, daß der Lichtpuls entlang einer gekrümmten Bahn innerhalb des Kristalls zu beschleunigen.

Statt ein geladenes Teilchen kilometerlangen wind, der Lichtimpuls verschoben Elektronen aus ihren Gleichgewichtspositionen zu schaffen “Dipolmoment.” Diese Dipolmomente entlang der gekrümmten Bahn des Lichtimpulses beschleunigt, in der Emission von Synchrotronstrahlung resultierende wesentlich effizienter im Terahertz-Bereich.

“Dies ist nicht für einen Computer-Chip wird noch gebaut, aber diese Arbeit zeigt, dass Synchrotronstrahlung schließlich auf dem Chip Terahertz-Quellen entwickeln helfen könnte,” Shalaev sagte.


Quelle: www.purdue.edu, by Kayla Wiles

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