Optik rezonatörler, tanıdık lazer işaretleyicilerden son teknoloji fotonik kuantum bilgisayarlara kadar her şeyde kullanılır. Sadece hepsi performanslarını düşüren kayıplardan muzdariptir. Aalto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar artık bu kayıpları önlemenin ve rezonatörlerin performansını artırmanın bir yolunu geliştirdiler.
Optik rezonatörün görevi, fotonları mümkün olan en uzun süre süresince yakalamak ve yoğunlaştırmaktır. Ana kayıpları, ışığın rezonatörden yayılarak sistemden kaçması (ışınım kaybı) yada araç-gereç tarafınca emilip ısıya dönüştürülmesi (absorbsiyon kaybı) nedeniyledir.
Aalto Üniversitesi Akademisi Araştırma Görevlisi Radoslaw Kolkowski ve Kıdemli Öğretim Görevlisi Andriy Shevchenko, hem ışınım hem de emilim kayıplarının iyi mi iptal edileceğini gösterdi.
‘Hem ışınım hem de soğurma kayıplarını azaltarak, sistemi inşa etmek için soğurucu bir araç-gereç kullanmamıza karşın kuramsal olarak fotonları kapalı bir sistemde sınırsız olarak yakalayabiliriz.’ Kolkowski diyor. ‘Rezonans kalite faktörlerini çoğaltmak, ışığın maddeyle etkileşimini büyük seviyede geliştirmemize olanak tanıyor; bu, mesela lazer teknolojisi, spektroskopi, metroloji ve doğrusal olmayan optik benzer biçimde oldukça sayıda uygulamada kullanılabilir.’
Ağustos ayında dergide gösterilen bir makalede NanofotonikKolkowski, bir takım yitik eğilimli altın nanoparçacıktan ve iki kılavuzlu modu destekleyen düzlemsel bir dalga kılavuzundan oluşan bir meta yüzeyi simüle etti. Orada ne radyasyonun ne de soğurma kaybının olmadığı hibrit bir rezonans yaratmayı başardı. Gösterilen yitik iptal mekanizması evrenseldir ve optik alanının ötesinde her türlü rezonatörü kökten iyileştirme potansiyeline haizdir.
‘Osilatörleri düşünün: sarkaçlar, akustik yada sismik titreşimler, kuantum uyarımları. Bu yaklaşım bunlardan herhangi birine uygulanabilir ve bu da çeşitli yararlı uygulamalara ve yeni cihazların yaratılmasına yol açabilir.’ Optik ve Fotonik araştırma grubuna liderlik eden Shevchenko diyor.
Kuram her ne kadar hava geçirmez olsa da, gerçek dünyadaki kullanımda hala verimsizliklere yer var. Bunun sebebi üretim kusurları ve soğurucu rezonans yapılarının sınırı olan boyutu olabilir. Gene de, araştırmada ortaya çıkan fotonik sistemlerin kalite iyileştirmesi, anlatılmamış yeni işlevlere haiz üstün cihazların yapımına giden yolu açmaktadır.
Kaynak: https://www.aalto.fi/en
Source: www.azonano.com