Kāpēc silīcija nanodaļiņas varētu būtiski uzlabot šodienas optiskās šķiedras telekomunikāciju tīklu

Interview with Rudolfs Bundulis @ Nvidia GTC 2015 (in latvian) (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Pētnieku komanda ir pierādījusi, ka materiāls var palielināt Raman efekta intensitāti

Starptautiska pētnieku komanda ir pierādījusi, ka silīcija nanodaļiņas var ievērojami palielināt Raman efekta intensitāti. Šā atklājuma rezultāts varētu mainīt to, kā optiskās šķiedras telekomunikācijās tiek izmantoti nanoskaru gaismas emisiju avoti un nanoskaru pastiprinātāji; tas, savukārt, var izraisīt pārmaiņas nozarē ļoti lielā mērā.


Raman Effect attiecas uz gaismas izkliedi, kad tā mijiedarbojas ar dažiem materiāliem; rezultāts ir garāks vai īsāks viļņu garums, kā arī dažādas krāsas. Tas notiek tāpēc, ka gaisma izraisa molekulu, ar kuru tā mijiedarbojas, lai palielinātu enerģiju tādā daudzumā, kas līdzvērtīgs molekulas vibrācijai. Šī jaunā enerģija, ja jūs vēlēsieties, ka molekula piedzīvos, izraisa to, ka tas atkārtoti izstaro fotonu, kam ir mazāks enerģijas daudzums nekā kritiskajam fotonam, bet garāks viļņa garums un sarkana krāsa.
Efekts ir labi izveidots - tā jau ir izmantota optiskās šķiedras telekomunikāciju tehnoloģijās, lai palielinātu signālus, kas tiek pārvietoti pa garām stikla šķiedras daļām. Ramanu izkliede tiek izmantota arī, lai pārsūtītu gaismu no spēcīgas sūkņa lentas uz vājāku datu plūsmu, savukārt Raman pastiprināšana ir atbildīga par lielāko attāluma telefona sarunu izmantošanu šodien.
Raksturīgi, ka metaniskās nanodaļiņas izmanto, lai radītu Ramanu efektu, taču šajā jaunākajā pētījumā tika pieņemti lēmumi Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta (MIPT), ITMO universitātes (Sanktpēterburgas) un Austrālijas nacionālās universitātes pētnieki izmēģināt silikona nanosfēras; īpaši Mie rezonanses, kas atbalsta optiskās rezonanses.
Tiem nepazīstamiem, rezonējoši viļņu garumi ir atkarīgi no daļiņu izmēra - vislielākais izmērs (saukts par magnētiskās dipola rezonansi) parasti ir salīdzināms ar daļiņas diametru.
Šajā jaunajā pētījumā komanda atklāja, ka silīcija lūšanas indekss (cik gaisma caur vidē pārnāk) ir tik liels, ka tā magnētiskā dipola rezonansi reģistrē viļņu garumos, kas garāki par 300 nanometriem, kaut arī daļiņas diametrs ir tikai 100 nanometri. Runājot par ierakstu, pētnieki konstatēja, ka tad, kad gaisma nonāca rezonējošā daļiņā, tas radīja Raman emisijas intensitāti 100 reizes lielāks nekā rezonējošās daļiņas.
Vēl jo vairāk, šīs mazākās silīcija nanodaļiņas arī ir pierādījušas, ka tās var izmantot, lai radītu citas pastiprinātas optiskas parādības, piemēram, spontānu gaismas emisiju un pastiprinātu gaismas absorbciju.
"Ramana efekts ir neticami noderīgs praksē, un tas palīdzēs ne tikai noteikt mikroskopisko ķīmisko savienojumu daudzumu, " paziņoja presei Denis Baranovs, MIPT doktorants un viens no autoriem. bet (arī būs noderīgi) informācijas pārsūtīšanai uz lieliem attālumiem. "
Baranovs piebilst, ka, tā kā elektronika un optiskās ierīces turpina sarukt, ļoti svarīga ir vajadzība pēc nanostruktūrām, kas pārspēj Raman ietekmi. "Mūsu novērojumi ir parādījuši potenciālo kandidātu - silīcija nanodaļiņas, " saka Baranovs.
Via PhotonicsOnline.com