Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben samen met internationale collega's een eenvoudige techniek gevonden om een ​​fotonische jet dynamisch te krommen, veranderen in een fotonische haak. De methode is gepubliceerd in Optica Letters . Volgens de auteurs is het ontdekte effect zal het potentieel van fotonische jets en haken vergroten. Bijvoorbeeld, het kan worden gebruikt om individuele deeltjes te manipuleren in biomedisch onderzoek of in optische lithografie om microschakelingen te creëren.

Het foton jet-effect werd ontdekt in de vroege jaren 2000. De jet is een elektromagnetische golf gericht op het oppervlak van een kwartsglazen microbolletje, dat is bij lensfocus. Deze jet heeft een unieke dwarsafmeting, die kleiner is dan de diffractielimiet. Dit kenmerk van de fotonenstraal trok de aandacht van wetenschappers. Als resultaat, in 2011, er werd een nanoscoop ontwikkeld op basis van het effect van een fotonische jet. Het verlegde de grenzen van traditionele optische microscopen met een maximale resolutie van 200 nanometer en maakte het mogelijk om tot 50 nanometer te observeren.

anno 2015, TPU-wetenschappers stelden een fotonische haak voor, een nieuw type gebogen lichtbundel op basis van een fotonische jet. Het is veel gemakkelijker te verkrijgen dan bestaande analogen. Er is slechts een microdeeltje van een bepaalde vorm nodig om een ​​fotonische haak te verkrijgen. Licht gaat er doorheen en buigt. Bijvoorbeeld, de fotonische haak verplaatst nanodeeltjes met lichte druk, buigt rond een barrière en brengt ze er doorheen.

"Onderzoekers gebruiken microdeeltjes van een diëlektrisch materiaal, zoals glas, om een ​​fotonische straal en een fotonische haak te verkrijgen. traditioneel, men geloofde dat hiervoor deeltjes van verschillende vormen nodig waren, zoals symmetrisch voor de fotonenstraal en asymmetrisch voor de haak. Echter, het is niet zo. We voerden simulaties uit en voerden experimenten uit. Deze experimenten toonden aan dat symmetrische deeltjes in beide gevallen kunnen worden gebruikt. Om dit te doen, we bedekten het deeltje gedeeltelijk met een metalen scherm van microformaat, die van elk metaal kan worden gemaakt, maar in de experimenten gebruikten we aluminium, "Igor Minin, projectmanager en hoogleraar afdeling Electronic Engineering, zegt.

Om een ​​fotonenstraal te vormen, het deeltje wordt volledig bestraald, en in het geval van een gebogen fotonische haak, het deeltje wordt gedeeltelijk overlapt door het scherm.

"Vervolgens gebruiken we een asymmetrisch golffront met een symmetrisch deeltje. Dit vergroot het toepassingspotentieel van de fotonenstraal en de haak. ze kunnen in één apparaat worden gebruikt, afhankelijk van de taken. Je kunt nanodeeltjes met een fotonenstraal pakken en als je het scherm gebruikt, de straal zal buigen en de deeltjes kunnen worden verplaatst, ’ legt de wetenschapper uit.

Een ander mogelijk toepassingsgebied is het lithografieproces bij de vervaardiging van microschakelingen. Lithografie is een technologie waarbij een laser wordt gebruikt om een ​​patroon van een toekomstige microschakeling te tekenen.

"Tekening kan worden gemaakt met een rechte balk of met een gebogen, je hoeft alleen het focusdeeltje te veranderen. Om dit te doen, u kunt een metalen scherm van microformaat gebruiken, wat een uiterst eenvoudige oplossing is. Bovendien, het zal de structuur van apparaten niet aanzienlijk compliceren, met behulp van een fotonisch straal- of haakeffect, ' Zegt Igor Minin.