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新現象帶來新型光纖和激光器
來源:中國光學期刊網
摘要: 近日麻省理工學院的研究人員發現了一種新的方法來捕捉光線,可以帶來各種各樣的應用。該方法的應用領域可能包括大尺度激光器和化學生物傳感器。許多光學器件都需要這種結構,包括激光器、光伏電池、光纖。限制光波的方法一般使用各種鏡子,包括傳統鏡子和更先進的介質鏡,也有奇異的光學介質。
關鍵詞: 光纖 激光器
Abstract:
Key words :

          近日麻省理工學院的研究人員發現了一種新的方法來捕捉光線,可以帶來各種各樣的應用。研究人員說,該方法的應用領域可能包括大尺度激光器和化學生物傳感器。許多光學器件都需要這種結構,包括激光器、光伏電池、光纖

  光發現被局限在一個平面介質光子晶體。光子晶體中以灰色顯示,紅色和藍色的顏色表示此被困的光的狀態的平面外的電場密度。——Chia Wei Hsu

  光被局限在一個平面介質光子晶體。光子晶體顯示淡藍色,深藍色表面的電磁能量密度,此為被約束光的狀態。——Bo Zhen

  有許多方法可以“捕捉”光——通常使用鏡子和反射表面,或者像光學晶體之類的高科技材料。然而近日麻省理工學院的研究人員發現了一種新的方法來捕捉光線,可以帶來各種各樣的應用。該發現發表在《自然》雜志上。

  這種新方法利用光波限制光波:兩個光波的波長相同,但相位相反,當一個光波在波峰時,另一個在波谷。通過這種方法,光波相互抵消。同時其他波長(顏色)的光波可以透過。

  研究者首先通過數值模擬預言這一現象的存在,然后在實驗中驗證了這個設想。

  研究人員說,這種設計可以適用于任何類型的波:聲波,無線電波,電子(其行為用波函數描述) ,甚至是海浪。該方法的應用領域可能包括大尺度激光器和化學生物傳感器。

  “許多光學器件都需要這種結構,”Solja?i?說道,“包括激光器、光伏電池、光纖。”限制光波的方法一般使用各種鏡子,包括傳統鏡子和更先進的介質鏡,也有奇異的光學介質。在這些情況下,光的通道全部被限制:有沒有“允許”狀態的光波繼續在其路徑上,所以它被強制反射。

  然而,該方法則不同。只有特定的波長的光被封鎖,其他波不受影響。Solja?i? 稱,“這是限制光波的全新方法。”

  光可以使用不同的通道逃脫的光子晶體,但由于這些通道中的波破壞性干涉,特定波長的光仍然被困。——Chia Wei Hsu

  從數學來說,該現象是“嵌入式特征值”的一個實例,其中一個頻率的光被困住,而附近其他的頻率不受影響。在1929年,數學家和計算機先驅約翰·馮·諾伊曼在理論上描述了這種情況的可能性。盡管物理學家們對這樣的效果的存在一直有興趣,不過除了特殊對稱情況,之前沒有人在實驗中見過這種現象。

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