使用磁鐵切換納米激光器可產(chǎn)生更好的光子學(xué)

阿爾托大學(xué)的新研究表明，磁場(chǎng)可用于打開和關(guān)閉納米激光器。這一發(fā)現(xiàn)背后的物理學(xué)為不受外部干擾干擾的光信號(hào)的發(fā)展鋪平了道路，從而實(shí)現(xiàn)了前所未有的信號(hào)處理魯棒性。

激光將光聚集成極其明亮的光束，這些光束可用于各種領(lǐng)域，例如寬帶通信和醫(yī)療診斷設(shè)備。大約十年前，被稱為等離子體納米激光器的極小而快速的激光器被開發(fā)出來。這些納米激光器可能比傳統(tǒng)激光器更節(jié)能，并且它們?cè)谠S多領(lǐng)域都具有巨大優(yōu)勢(shì)——例如，納米激光器提高了用于醫(yī)療診斷的生物傳感器的靈敏度。

到目前為止，打開和關(guān)閉納米激光器需要直接操縱它們，無論是機(jī)械地還是使用熱或光?，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)找到了一種遠(yuǎn)程控制納米激光器的方法。

'這里的新穎之處在于我們能夠用外部磁場(chǎng)控制激光信號(hào)。通過改變磁性納米結(jié)構(gòu)周圍的磁場(chǎng)，我們可以打開和關(guān)閉激光，”阿爾托大學(xué)的 Sebastiaan van Dijken 教授說。

該團(tuán)隊(duì)通過使用與正常材料不同的材料制造等離子體納米激光器來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。他們沒有使用通常的貴金屬，例如金或銀，而是使用在連續(xù)的金和絕緣二氧化硅層上圖案化的磁性鈷鉑納米點(diǎn)。他們的分析表明，這種效果需要材料和納米點(diǎn)在周期性陣列中的排列。

光子學(xué)向極其穩(wěn)健的信號(hào)處理邁進(jìn)

新的控制機(jī)制可能在一系列利用光信號(hào)的設(shè)備中被證明是有用的，但它對(duì)拓?fù)涔庾訉W(xué)新興領(lǐng)域的影響更加令人興奮。拓?fù)涔庾訉W(xué)旨在產(chǎn)生不受外部干擾干擾的光信號(hào)。通過提供非常強(qiáng)大的信號(hào)處理，這將在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

“這個(gè)想法是你可以創(chuàng)建特定的拓?fù)涔鈱W(xué)模式，這些模式具有某些特性，允許它們被傳輸并免受任何干擾，”van Dijken 解釋說。“這意味著如果設(shè)備存在缺陷或因?yàn)椴牧洗植?，光線可以直接通過它們而不會(huì)受到干擾，因?yàn)樗艿酵負(fù)浔Ｗo(hù)。”

到目前為止，使用磁性材料創(chuàng)建受拓?fù)浔Ｗo(hù)的光信號(hào)需要強(qiáng)磁場(chǎng)。新的研究表明，使用具有特定對(duì)稱性的納米顆粒陣列可以意外地放大這種情況下的磁性效應(yīng)。研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)可以為新的納米級(jí)拓?fù)浔Ｗo(hù)信號(hào)指明方向。

'通常情況下，磁性材料會(huì)對(duì)光的吸收和偏振造成非常小的變化。在這些實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)诠鈱W(xué)響應(yīng)中產(chǎn)生了非常顯著的變化——高達(dá) 20%。這是以前從未見過的，”van Dijken 說。

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