Işık dalgaları katı malzemelerden geçtiğinde, enerjinin bir kısmı mekanik dalgalarda depolanabilir.
Bir ışık dalgası cam gibi katı bir malzemeden geçtiğinde, enerjisinin bir kısmını mekanik dalgada depolayarak ışığın renginin değişmesine neden olabilir. Bu işleme "Brillouin saçılması" denir ve önemli teknik uygulamalara sahiptir. Örneğin, İnternet üzerinden uzaktan optik veri iletimi, güçlü bir lazer alanı aracılığıyla optik fiberlerde mekanik dalgalar üreten amplifikatörlere dayanır. Mekanik dalgaların optik olarak uyarıldığı frekans ve Brillouin saçılmasının ürettiği spektrum, genellikle malzemenin özelliklerine göre belirlenir. Şimdiye kadar, bu olası uygulama aralığını sınırladı.
Daniel Lanzillotti-Kimura liderliğindeki Nanobilim ve Nanoteknoloji Merkezi c2n'deki (CNRS / Paris-saclay Üniversitesi) araştırmacılar, bir ses kontrolü oluşturan iki yarı iletken malzemenin değişen katmanlarından oluşan bir mikropillar gösterdi. Yeni ışık cihazı.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Mikro sütun cihazları, Brillouin saçılmasıyla neredeyse tamamen serbest bir şekilde spektrum oluşturabilir ve araştırma sonuçları "Optica" da yayınlanır. Bu cihazın çok yönlülüğünün arkasındaki ana numara, bağımsız bileşenlerle ışığı ve sesi kontrol etmektir. C2Nnin son teknoloji ürünü teknik tesislerinde araştırmacılar, birkaç nanometre aralığında iç katmanın kalınlığının son derece ince olduğu mikropillar imal ettiler.
Işığı rezonant olarak sınırlamak için daha kalın katmanlar arasına gömülü 300 GHz'ye kadar frekansa sahip bir akustik dalga rezonatörü oluşturulur. Hem ışık hem de ses, boyutuyla karşılaştırıldığında üç boyutlu bir uzayda aynı uzamsal bölgede hapsolduğundan, cihaz ayrıca Brillouin saçılımı oluşturmada alışılmadık bir etkinliğe sahiptir. Çalışmada, araştırmacılar, termal etkilerin etkisi altında Brillouin spektrumlarının oluşumunu tespit etmek ve optimize etmek için yeni bir optik teknoloji tasarladılar. Ancak keşfinin etkisi bunlardan çok daha fazlasıdır: mikro sütun rezonatörleri doğrudan optik fiberlere bağlanabilir, bu nedenle umut verici bir platform oluştururlar.
Araştırmacılar, Brillouin ışık kaynağını ve optik nano devreyi çip üzerine entegre ederek, cihazın aktif bir lazer ortamı ile birleştirilebileceğini ve hatta aktif akustik durumuna, yani mekanik dalga simülasyon lazeri elde etmek için geliştirilebileceğine dikkat çekti. Fononlar tarafından ışığın esnek olmayan saçılması, özelleştirilmiş frekans tarağı oluşturma, lazer çizgisi daraltma ve tamamen optik veri depolama potansiyeline sahiptir. Verimliliği artırmak için, bu uygulamalar güçlü bir ışık alanı ve ışık ve akustik modlar arasında büyük miktarda örtüşme gerektirir. Ses spektrumunun şeklini kontrol etmek çok arzu edilir Şimdiye kadar, desenli dalga kılavuzları ve fotonik kristal lifler, on milyonlarca Hz'ye kadar ses spektrumunu kesebilir.
Yeni çalışma, optik bir mikro kolon boşluğuna gömülü 300 GHz'de çalışan yüksek frekanslı bir nanoakustik rezonatöre dayalı monolitik bir Brillouin jeneratörü sunuyor. Brillouin spektroskopisini ve optik cihazları bağımsız olarak tasarlayabilir. Kırınım uyarma lazerinin ve Brillouin sinyalinin farklı uzaysal modlarını kullanarak, bir serbest alan filtreleme tekniği önerilmiştir. Mikropillar kolayca fiber ve çip yapılarına entegre edilebilir, uyarılmış bir duruma ulaşmak için tasarlanabilir ve kuantum noktalarla uyumludur, bu da onları kuantum iletişimiyle alakalı hale getirir.
