Новая структура усиливает взаимодействие света с механическим движением

Группа исследователей из Института физики Университета города Кампинас (IF-UNICAMP) в штате Сан-Паулу (Бразилия) разработала оптомеханическое устройство новой конструкции, отличающееся более повышенным уровнем взаимодействия между световыми и механическими волнами.

В статье, вышедшей в журнале Optics Express, бразильские учёные описали это устройство и рассказали о проведенной ими экспериментальной демонстрации его функций.

Изготовленный в лаборатории IF-UNICAMP образец состоит из кремниевого диска диаметром 24 мкм, установленного на центральной подпорке из двуокиси кремния. В диске проделана серия концентрических канавок прямоугольного сечения.

Такая форма позволяет захватывать разными методами как световые, так и механические волны. Первые концентрируются у края диска, удерживаемые благодаря явлению полного внутреннего отражения, и продолжительное время циркулируют вдоль канавок. Вторые распространяются в материале диска, вибрирующего как камертон на подставке.

Однако, концентрические кольца создают частотные области, в которых механические волны не могут распространяться, в результате чего они также концентрируются во внешнем крае диска, где вступают в непосредственное взаимодействие со световыми волнами. В похожих устройствах, разработанных другими лабораториями, световые волны концентрировались в центре диска, что снижало интенсивность взаимодействия.

Нанесение концентрических прорезей скрыло от механической моды центральную подпорку и позволило всей конструкции вибрировать, «устраняя механические потери», утверждается в статье.

Созданное устройство совместимо со стандартными производственными процессами и может настраиваться в широких пределах, что делает его привлекательным не только для исследования квантовых явлений в макроскопических объектах, но и для коммерческого использования, например, в усовершенствованных датчиках напряжения и движения. Ещё одним привлекательным приложением может стать оптический модулятор, более эффективный, чем те, что применяются сейчас в сетях оптических телекоммуникаций.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365