Исследователи под руководством Шуана Чжана (Shuang Zhang) из Бирмингемского университета (Великобритания) добились переключения направления поверхностного плазмонного поляритонапри помощи особым образом модифицированного материала. Сами разработчики называют полученную ими поверхность с прямоугольными наноотверстиями, ориентированными в определённом направлении, метаповерхностью. Благодаря её искусственной структуре удалось менять направление распространения плазмонных поляритонов, всего лишь меняя поляризацию света, падающего на метаповерхность.

 

Напомним: поверхностные плазменные поляритоны (ППП) — это квазичастицы, возникающие при взаимодействии фотонов и электронов (поверхностных плазмонов) в металле при падении на него света. Они распространяются в виде поверхностной электромагнитной волны вдоль границы раздела сред и, в принципе, могут конвертироваться в фотоны, за счёт чего впоследствии из них можно реконструировать входящий свет. Для чего это нужно? Скорость ППП много ниже скорости света, а значит, радикально ниже у него и длина волны. Поэтому он может быть намного компактнее, чем оптические устройства, что перспективно в смысле интеграции оптических компонентов в современную сверхминиатюрную электронику на базе полупроводников.

Крохотные дыры на поверхности, созданные физиками, позволили входящему свету генерировать ППП с определённой задержкой по фазе, и вот как раз эта задержка прямо зависит от ориентации отверстий метаповерхности.

«Этот фазовый градиент разрушает симметрию возбуждения ППП вдоль двух противоположных направлений — а значит, мы можем создавать ППП с определённой длиной волны в единственном [управляемом] направлении», — объясняет Шуан Чжан. Заметим, что раньше о таком точном управлении ППП можно было только мечтать. Что особенно важно — поляризацией излучаемого света уже давно и успешно управляют, а электрооптические средства, при помощи которых это делают, весьма быстры, из чего следуют отличные перспективы их использования в наноплазмонике.

Сейчас учёные сосредоточены на создании управляемой по такому принципу электронной плазмонной микросхемы, и если она у них получится, то станет первой в своём роде.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Light: Science and Applications.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Источник