Home / A la une / Composants optiques réinscriptibles pour les ondes lumineuses 2D – Technologik

Composants optiques réinscriptibles pour les ondes lumineuses 2D – Technologik

En 1884, un instituteur et théologien, Edwin Abbott, écrivit une nouvelle intitulée Flatland, qui raconte l’histoire d’un monde peuplé de formes bidimensionnelles sensibles. Bien que conçu comme une satire de normes sociales victoriennes rigides, Flatland a longtemps fasciné les mathématiciens et les physiciens et a servi de cadre à de nombreuses expériences de pensée.

Une de ces expériences de pensée: comment contrôler la lumière en deux dimensions?

Lorsqu'une onde lumineuse est confinée sur un plan à deux dimensions par certains matériaux, elle devient ce qu'on appelle un polariton – une particule qui rend floue la distinction entre lumière et matière. Les polaritons ont des implications intéressantes pour l’avenir des circuits optiques car, contrairement aux circuits intégrés électroniques, l’optique intégrée est difficile à miniaturiser avec des matériaux couramment utilisés. Les polaritons permettent de confiner la lumière à l'échelle nanométrique, voire à l'épaisseur de quelques atomes.

Le défi est que toutes les manières dont nous disposons actuellement pour contrôler la lumière – lentilles, guides d’ondes, prismes – sont tridimensionnelles.

"La capacité de contrôler et de confiner la lumière avec des circuits optiques entièrement reprogrammables est essentielle pour les futurs dispositifs nanophotoniques hautement intégrés", a déclaré Michele Tamagnone, stagiaire postdoctoral en physique appliquée à la Harvard School of Engineering et des sciences appliquées (SEAS) .

Tamagnone et une équipe de chercheurs de SEAS ont développé des composants optiques réinscriptibles pour les ondes lumineuses de surface. La recherche a été publiée dans Nature Communications.

Lors de travaux de recherche antérieurs, l'équipe, dirigée par Federico Capasso, professeur de physique appliquée Robert L. Wallace et chercheur principal en génie électrique, Vinton Hayes, a présenté une technique permettant de créer et de contrôler des polaritons en piégeant la lumière dans un flocon de nitrure de bore hexagonal. Dans cette étude, les chercheurs ont placé ces flocons à la surface d'un matériau appelé GeSbTe (GST) – les mêmes matériaux que ceux utilisés à la surface des CD et des disques Blu-ray réinscriptibles.

"La propriété réinscriptible de GST en utilisant de simples impulsions laser permet l'enregistrement, l'effacement et la réécriture des bits d'information. En utilisant ce principe, nous avons créé des lentilles, des prismes et des guides d'ondes en les écrivant directement dans la couche de matériau", a déclaré Xinghui Yin, stagiaire postdoctoral. à SEAS et co-premier auteur de l'étude.

Les lentilles et les prismes sur ce matériau ne sont pas des objets tridimensionnels comme dans notre monde, mais plutôt des formes bidimensionnelles, comme ils le seraient à Flatland. Au lieu d'avoir une lentille semi-sphérique, les polaritons sur le matériau Flatland-esc passent à travers un demi-cercle plat de matériau réfracteur qui agit comme une lentille. Au lieu de voyager à travers un prisme, ils se déplacent à travers un triangle et, au lieu de fibres optiques, les polaritons se déplacent sur une simple ligne qui guide les ondes sur un trajet prédéfini.

En utilisant une technique connue sous le nom de microscopie en champ proche, qui permet d'imager des caractéristiques beaucoup plus petites que la longueur d'onde de la lumière, les chercheurs ont pu voir ces composants à l'œuvre. Ils ont également démontré pour la première fois qu'il est possible d'effacer et de réécrire les composants optiques qu'ils ont créés.

"Ces recherches pourraient déboucher sur de nouvelles puces pour des applications telles que la détection chimique de molécules uniques, car les polaritons de nos dispositifs réinscriptibles correspondent aux fréquences situées dans la région du spectre où les molécules ont leurs empreintes digitales d'absorption révélatrices", a déclaré Capasso.

Il était soutenu par la National Science Foundation.

Source

About admin

Check Also

Le PDG d'Apple, Tim Cook et le Président Trump, visiteront une usine de la société au Texas

Plus tôt cette semaine Apple a annoncé que son poste de travail Mac Pro 2019 …

Laisser un commentaire