Een gezamenlijk onderzoeksteam van POSTECH-KAIST heeft met succes een techniek ontwikkeld om een ​​bijna-eenheidsrendement van SHEL te bereiken door gebruik te maken van een kunstmatig ontworpen meta-oppervlak.

Professor Junsuk Rho van de afdelingen werktuigbouwkunde en chemische technologie van POSTECH, en Ph.D. kandidaat Minkyung Kim en Dr. Dasol Lee van de afdeling Werktuigbouwkunde hebben in samenwerking met professor Bumki Min en Hyukjoon Cho van de afdeling Werktuigbouwkunde van KAIST samen een techniek voorgesteld om de SHEL te verbeteren met bijna 100% efficiëntie met behulp van een anisotroop meta-oppervlak. Voor deze, het gezamenlijke onderzoeksteam ontwierp een meta-oppervlak dat het meeste licht van de ene polarisatie doorlaat en het licht van de andere weerkaatst, verifiëren dat de SHEL voorkomt in het hoogfrequente gebied. Deze onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het februarinummer van Laser and Photonics Reviews, een gezaghebbend tijdschrift op het gebied van optica.

Het spin Hall-effect van licht (SHEL) verwijst naar een transversale en spinafhankelijke verschuiving van licht naar het invalsvlak wanneer het wordt gereflecteerd of gebroken op een optische interface. Wanneer versterkt, het kan licht verschuiven dat meerdere keren of tientallen keren groter is dan zijn golflengte.

Eerdere onderzoeken naar het verbeteren van de SHEL hadden betrekking op een grotere lichtbeweging met weinig aandacht voor efficiëntie. Aangezien het verbeteren van de SHEL een extreem laag rendement oplevert, studies over het gelijktijdig bereiken van een grote SHEL en een hoog rendement zijn nooit gerapporteerd.

hieraan, het gezamenlijke onderzoeksteam gebruikte een anisotroop meta-oppervlak om de SHEL te verbeteren. Het is ontworpen om een ​​hoge SHEL mogelijk te maken door het meeste licht van de ene polarisatie door te laten en het licht van de andere te reflecteren. Door de transmissie van het meta-oppervlak in het hoogfrequente gebied - zoals microgolven - te meten en de polarisatietoestand van het doorgelaten licht te verifiëren, de onderzoekers verifieerden het voorkomen van SHEL met een efficiëntie van 100%.

"De mechanismen die de SHEL in de meeste eerdere onderzoeken versterken, hebben in feite de efficiëntie ervan verlaagd, " merkte professor Junsuk Rho op, de corresponderende auteur die het onderzoek leidde. "Dit onderzoek is belangrijk omdat het de eerste studie is die een methode voorstelt om de efficiëntie van de SHEL te berekenen, en om de efficiëntie te vergroten en tegelijkertijd de SHEL te verbeteren." Hij voegde eraan toe:"De SHEL is toepasbaar in microscopische optische apparaten, zoals bundelsplitsers, filters en schakelaars, en deze studie zal hun effectiviteit verbeteren."