Вселенная света: новое исследование раскрывает тайны фотонных кристаллов

Недавнее исследование показало колебания показателя преломления, которые происходят быстрее, чем можно объяснить с помощью современных теорий. Исследование, опубликованное в журнале Nanophotonics , демонстрирует, что быстрое модулирование показателя преломления может привести к созданию фотонных временных кристаллов (ФВК) в ближайшей к видимой части спектра.

Авторы исследования считают, что возможность поддержания ФВК в оптическом домене может иметь глубокие последствия для фотоники, открывая дверь к революционным приложениям в будущем.

ФВК – материалы, в которых показатель преломления быстро меняется со временем, являются временным аналогом фотонных кристаллов, в которых показатель преломления периодически колеблется в пространстве, что приводит, например, к переливанию цветов в драгоценных камнях и насекомых.

Для стабильности ФВК необходимо, чтобы показатель преломления менялся в соответствии с одним циклом электромагнитных волн. До сих пор ФВК наблюдались только на радиоволнах, которые находятся на нижнем конце электромагнитного спектра.

В новом исследовании команда ученых под руководством Мордехая Сегева из Технион-Института технологии Израиля, в сотрудничестве с коллегами из Университета Пердью, США, пропустила крайне короткие импульсы лазерного света через прозрачные проводящие оксидные материалы. Это вызвало быстрое изменение показателя преломления, что было зафиксировано с помощью пробного лазерного луча.

"Многие исследователи считали, что такое ультрабыстрое возвращение, какое мы наблюдаем здесь, было бы невозможным," - сказал Сегев. "Мы пока не понимаем, как это происходит."

Соавтор исследования Шалаев утверждает, что продемонстрированная здесь возможность поддержания ФВК в оптическом домене "откроет новую главу в науке света и позволит создать настоящие революционные приложения".