Investigadores del Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento han desarrollado un método para diseñar materiales capaces de ralentizar la propagación de la luz en una amplia gama de longitudes de onda.
La velocidad de la luz en el vacío siempre es constante, un concepto fundamental que se hizo famoso por Albert Einstein. Pero la luz se propaga más lentamente cuando entra en un medio diferente, como el vidrio. El grado en que se reduce la velocidad está dado porconstante dieléctrica de un material: una constante dieléctrica más alta indica una propagación más lenta. En lugar de depender de una fuente limitada de sustancias naturales, los científicos han comenzado a diseñar materiales ópticos con una gama más amplia de propiedades beneficiosas, incluida la luz 'lenta'.
Un enfoque es combinar dos materiales con diferentes constantes dieléctricas en una estructura periódica. Esto puede dar como resultado propiedades que difieren drásticamente de las de los materiales constituyentes, en particular cuando la escala de longitud de la periodicidad es similar a la longitud de onda de la luz ".Estos llamados cristales fotónicos, cuando se diseñan adecuadamente y en condiciones ideales, casi pueden detener la propagación de la luz por completo ", dice el científico de A * STAR Gandhi Alagappan.
El requisito de que la periodicidad de la estructura sea similar a la longitud de onda de interés, sin embargo, es una limitación para aplicaciones prácticas. Significa que la mayoría de estos materiales solo funcionan con luz de un solo color. Alagappan y su compañero de trabajo JasonChing Png ahora ha desarrollado un esquema para diseñar cristales fotónicos que operan en un rango más amplio de longitudes de onda.
Alagappan y Png consideraron una estructura en la cual dos materiales diferentes están en capas uno encima del otro. Sin embargo, para obtener dos periodicidades diferentes, típicamente se necesitaría un tercer material con una constante dieléctrica a medio camino entre los otros dos materiales. Esto hace que físicamentecreando la estructura difícil. Los investigadores se centraron en desarrollar una técnica matemática para combinar dos materiales de tal manera que el perfil dieléctrico en la dirección de apilamiento sea casi el mismo que en la estructura de tres materiales más complicada ver imagen.
Alagappan y Png simularon las propiedades ópticas de su cristal fotónico combinado. Identificaron una amplia gama de longitudes de onda conocidas como la región de acoplamiento fuerte que tiene una alta densidad de modos lentos.
"Hemos inventado una arquitectura lineal óptica a escala múltiple que facilita la creación de luz lenta de banda ancha", dice Alagappan. "La estructura propuesta podría potencialmente revolucionar las tecnologías actuales de amortiguación óptica".
Los investigadores afiliados a A * STAR que contribuyen a esta investigación son del Instituto de Computación de Alto Rendimiento. Puede encontrar más información sobre la investigación del grupo en la página web del Grupo de Fotónica y Plasmónica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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