science >> Wetenschap >  >> Fysica

Metamaterialen openen geheel nieuwe mogelijkheden in de optica

Illustratie van een lichtbuiger gebaseerd op de nieuw voorgestelde techniek:licht plant zich voort langs het oppervlak van een optische chip en stroomt van links in een metamateriaallaag. Dankzij een specifieke diktevariatie, het licht wordt ofwel naar rechts gebogen of men laat het zich rechtdoor voortplanten naar de uitgang van de optische chip zonder te worden verstoord. Krediet:Sophie Viaene

Onderzoekers van de Chalmers University of Technology hebben een methode ontwikkeld waarmee ze licht kunnen manipuleren om een ​​vooraf bepaald pad langs een oppervlak te volgen. De innovatie is nu beschreven als een van 's werelds 30 meest opwindende ontdekkingen op het gebied van optica en fotonica in 2016.

Eerder dit jaar, Chalmers-onderzoekers Philippe Tassin en Sophie Viaene publiceerden hun ontdekking over hoe licht kan worden gecontroleerd met metamaterialen. Te midden van sterke internationale concurrentie, hun krant is nu gekozen als een van de beste dit jaar door het invloedrijke tijdschrift, Nieuws optica en fotonica . Het onderzoek is daarbij te zien in de speciale editie, Optiek anno 2016.

De innovatie van Chalmers University of Technology maakt het mogelijk om licht te manipuleren om een ​​vooraf bepaald pad langs een oppervlak te volgen. Met behulp van een wiskundige ontwerptool is het mogelijk om verschillende kunstmatige materialen - metamaterialen - te creëren die het licht langs het pad van uw keuze leiden.

"We hoeven niet na te denken over de beperkingen van natuurlijke materialen. we beslissen wat we willen doen en dan ontwerpen we een metamateriaal golfgeleider die ervoor zorgt dat het werkt. Dit is prachtige natuurkunde, voortbouwend op Einsteins algemene relativiteitstheorie, " zegt Sophie Viaene, Promovendus in de Divisie Fysica van de Gecondenseerde Materie.

De nieuwe techniek heeft een breed toepassingsgebied. Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt in optische chips om betrouwbare gegevenslevering op internet te bereiken, of om routers te versnellen.

"Onze methode opent de gereedschapskist van transformatie-optica voor een overvloed aan op golfgeleiders gebaseerde apparaten, " zegt Philippe Tassin, Professor in de afdeling gecondenseerde materie fysica.

In de toekomst, de onderzoekers hopen dat ze zelfs kunnen verbeteren hoe licht wordt geproduceerd.

"Bijvoorbeeld, een LED-lamp is verre van perfect als het gaat om energie-efficiëntie. Metamaterialen kunnen op een efficiëntere manier licht extraheren - en misschien kunnen we ook de kleur van licht manipuleren, ' zegt Tassin.