Прорыв в управлении электромагнитными модами
Специалисты разработали уникальный подход к локализации света в оптических структурах без энергетических потерь. Захваченные моды — особые электромагнитные состояния — формируются внутри симметричных нанорешеток, полностью изолируясь от окружающего поля. Это позволяет сохранять энергию без рассеивания или поглощения, открывая новые горизонты для фотонных технологий.
Инновационный подход без нарушения симметрии
В отличие от традиционных методов с использованием дефектов структуры, российские исследователи предложили принципиально новое решение. Вместо создания искусственных отверстий или в в в в наночастицах, команда применила эффект мультипольной связи в метаповерхностях. Это позволило избежать снижения добротности, характерного для квазизахваченных мод.
Диполь-октупольный резонанс как ключ к успеху
Экспериментальная реализация основана на взаимодействии высокодобротной октупольной моды с низкодобротной дипольной. Последняя эффективно поглощает энергию внешнего излучения, передавая её изолированной октупольной моде. Такой «энергетический мост» обеспечивает рекордную концентрацию электромагнитного поля в нанорезонаторах из MoS2, расположенных на кварцевой подложке.
Перспективы для фотонных технологий
Новый механизм демонстрирует уникальные возможности управления светом на субдифракционном уровне. Восьмиполюсное распределение зарядов создаёт сложную картину ближнего поля с множеством энергетических «горячих пятен». Эти достижения, поддержанные Российским научным фондом, открывают путь к созданию сверхэффективных оптических устройств нового поколения.
Уникальные возможности Ван-дер-Ваальсовых материалов
Ключевым фактором успеха стало применение инновационных Ван-дер-Ваальсовых материалов для создания дисков. Их уникальная слоистая структура обеспечивает ярко выраженную оптическую анизотропию — способность по-разному преломлять свет вдоль и поперёк слоёв. Это свойство не только усиливает удержание света в пределах наноструктур, но и минимизирует нежелательные дифракционные искажения, что открывает новые горизонты в проектировании оптических систем.
Прорыв в управлении световыми резонансами
Созданная учёными метаповерхность объединила два эффекта: классический анапольный резонанс на одной длине волны и новый механизм захвата октупольных мод — на другой. Благодаря деструктивной интерференции мультиполей удалось достичь рекордной концентрации энергии. При сравнении с аналогами новый подход показал многократное увеличение добротности, обеспечивая фокусировку излучения в исключительно узком спектральном диапазоне. Это делает технологию идеальной для создания компактных лазеров, высокоточных усилителей и энергоэффективных концентраторов света.
Перспективы для фотоники будущего
«Наш эксперимент впервые демонстрирует, как одна метаповерхность на основе дисков MoS2 позволяет управлять резонансами на разных длинах волн, — делится Алексей Прохоров, ведущий исследователь МФТИ. — Оптическая анизотропия Ван-дер-Ваальсовых материалов ломает традиционные ограничения, свойственные кремниевым аналогам, давая беспрецедентную свободу в настройке параметров».
Полученные результаты уже сегодня находят применение в разработке фотонных сенсоров нового поколения, узкополосных преобразователей света и высокочувствительных диагностических систем. Работа международной команды учёных из МФТИ, Владимирского госуниверситета и центра XPANCEO (ОАЭ), поддержанная Российским научным фондом, закладывает фундамент для революции в нанофотонике и оптических технологиях.
Извините, кажется, произошла небольшая путаница — текст для обработки отсутствует. Пожалуйста, отправьте материал, и я с радостью превращу его в позитивный, оптимистичный контент с учётом всех ваших пожеланий! 🌟
Источник: naked-science.ru
