Tech Light-flexion réduit les kilomètres de système de rayonnement au millimètre échelle

le DESY installation de l'accélérateur à Hambourg, Allemagne, va sur des miles pour accueillir une particule faisant tours kilomètre de long à presque la vitesse de la lumière. Maintenant, les chercheurs ont diminué une telle installation à la taille d'une puce informatique.

Une université de l'équipe du Michigan en collaboration avec l'Université de Purdue a créé un nouveau dispositif qui accueille encore la vitesse le long des chemins circulaires, mais pour produire des fréquences lumineuses plus faibles dans la plage des térahertz d'applications telles que l'identification des billets de banque contrefaits ou établir une distinction entre les tissus cancéreux et sain.

“Afin d'obtenir la lumière à la courbe, il faut sculpter chaque morceau du faisceau de lumière à une intensité particulière et de la phase, et maintenant nous pouvons le faire d'une manière extrêmement chirurgicale,” m'a dit Roberto Merlin, l'Université de Peter A Michigan. Franken Professeur de physique collégiale.

Le travail est publié dans la revue Science. En fin de compte, ce dispositif pourrait être facilement adapté pour une puce d'ordinateur.

“Plus sources térahertz que nous avons, le meilleur. Cette nouvelle source est exceptionnellement plus efficace, et encore moins que c'est un énorme système créé à l'échelle du millimètre,” m'a dit Vlad Shalaev, Bob Purdue et Anne Burnett Professeur émérite de Génie électrique et informatique.

Un nouveau dispositif fléchit la lumière visible à l'intérieur d'un cristal pour produire “synchrotrons” radiation (bleu et vert) par l'intermédiaire d'une impulsion de lumière d'accélération (rouge) à l'échelle d'un millier de fois plus petit que les installations massives à travers le monde. (Université de l'image Michigan / Meredith Henstridge)Télécharger l'image

Le dispositif que les chercheurs du Michigan et Purdue construit génère soi-disant “synchrotrons” radiation, qui est une énergie électromagnétique émise par des particules chargées, tels que les électrons et les ions, qui se déplacent à proximité de la vitesse de la lumière lorsque les champs magnétiques se plient leurs chemins.

Plusieurs installations dans le monde, comme DESY, générer un rayonnement synchrotron pour étudier un large éventail de problèmes de la biologie à la science des matériaux.

Mais les efforts passés pour réfracter la lumière à suivre une trajectoire circulaire viennent sous la forme de lentilles ou modulateurs spatiaux de lumière trop encombrant pour la technologie sur puce.

Une équipe dirigée par Merlin et Meredith Henstridge, maintenant chercheur post-doctoral à l'Institut Max Planck pour la structure et la dynamique de la matière, substitué ces formes volumineuses avec environ 10 millions de minuscules antennes imprimées sur un cristal de tantalite de lithium, appelé un “metasurface,” conçu par l'équipe du Michigan Anthony Grbic et construit par les chercheurs de Purdue.

Les chercheurs ont utilisé un laser pour produire une impulsion de lumière visible qui dure un milliardième de seconde. Le réseau d'antennes provoque l'impulsion de lumière pour accélérer le long d'une trajectoire courbe à l'intérieur du cristal.

Au lieu d'une particule chargée en spirale des kilomètres sur la fin, les électrons déplacés d'impulsions de lumière à partir de leurs positions d'équilibre pour créer “moments dipolaires.” Ces moments dipolaires accélérés le long de la trajectoire courbe de l'impulsion de lumière, résultant en l'émission d'un rayonnement synchrotron beaucoup plus efficacement à la plage des térahertz.

“Ce n'est pas construit pour une puce informatique encore, mais ce travail démontre que le rayonnement synchrotron pourrait éventuellement aider à développer des sources térahertz sur puce,” Shalaev dit.

La source: www.purdue.edu, par Kayla Wiles