Zakaj bi lahko silicijevi nanodelci znatno izboljšali telekomunikacijsko omrežje z optičnimi vlakni

The power of diversity within yourself | Rebeca Hwang (Junij 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Skupina raziskovalcev je dokazala, da material lahko poveča intenziteto ramanskega učinka

Mednarodna ekipa raziskovalcev je dokazala, da lahko silikonski nanodelci povečajo intenziteto Ramanovega efekta z veliko maržo. Rezultat tega odkritja bi lahko spremenil način, kako se nanostopne svetilke in nanostopni ojačevalniki uporabljajo v optičnih telekomunikacijah; to bi lahko povzročilo spremembe v industriji na zelo velik način.


Učinek Ramana se nanaša na razprševanje svetlobe, kadar se med seboj povezuje z določenimi materiali; rezultat je daljši ali krajši valovni dolžini, pa tudi različne barve. To se zgodi zato, ker svetloba povzroči molekulo, s katero sodeluje, da poveča svojo energijo v količini, ki je enakovredna vibracijam same molekule. Ta nova energija, če želite, da je molekula doživlja, povzroči, da ponovno emitira foton, ki ima manjšo količino energije kot incidentni foton, vendar daljšo valovno dolžino in rdečo barvo.
Učinki so že dobro uveljavljeni - že s tehnologijami telekomunikacijskih optičnih vlaken že pospešujejo signal, ki potuje skozi dolge odseke steklenih vlaken. Ramansko razprševanje se uporablja tudi za prenos svetlobe iz močnega črpalnega žarka v šibkejši podatkovni žarek, medtem ko je Ramanovo ojačenje odgovorno za omogočanje večine dolgih telefonskih klicev danes.
Običajno se kovinski nanodelci uporabljajo za indukcijo Raman efekta, toda v tej najnovejši raziskavi so raziskovalci iz Moskovskega inštituta za fiziko in tehnologijo (MIPT), Univerze ITMO (Sankt Peterburg) in Avstralske nacionalne univerze namesto tega poskusite na silicijeve nanosfere; natančneje, Mie resonance, ki podpirajo optične resonance.
Za tiste neznane, so resonančne valovne dolžine odvisne od velikosti delca - največja velikost (imenovana magnetna dipolna resonanca) je na splošno primerljiva s premerom delca.
V tej novi raziskavi je ekipa odkrila, da je silikonski refrakcijski indeks (kako se svetloba prenaša skozi medij) tako velika, da se njegova magnetna dipolna resonanca zabeleži v valovnih dolžinah, daljših od 300 nanometrov, čeprav je premer delcev le 100 nanometrov. V smislu snemanja so raziskovalci ugotovili, da je svetloba, ki je prizadela resonančni delec, povzročila ramensko emisijsko intenziteto 100-krat večjo od nerezonančnih delcev.
Še več, ti manjši silikonski nanodelci so tudi dokazali, da jih je mogoče uporabiti za ustvarjanje drugih oblik izboljšanih optičnih pojavov, kot so spontana emisija svetlobe in povečana absorpcija svetlobe.
"Učinek Raman je v praksi neverjetno uporaben in bo pomagal pri odkrivanju mikroskopskih količin kemičnih spojin, " je v sporočilu za javnost dejal Denis Baranov, podiplomski študent MIPT in eden od avtorjev časopisa " ampak (tudi koristen) za prenos informacij na dolge razdalje. "
Baranov dodaja, da zaradi elektronike in optičnih naprav še naprej krčijo, je potreba po nanostrukturah, ki imajo precej višje učinke Ramana, izredno pomembna. "Naše opazke so odkrile potencialne kandidatske silicijeve nanodelce, " pravi Baranov.
Via PhotonicsOnline.com