Las nanopartículas controlan el flujo de luz como las señales de tráfico controlan el tráfico

Las nanopartículas controlan el flujo de luz como las señales de tráfico controlan el tráfico


20 de junio de 2022

(Noticias de Nanowerk) Físicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU) han desarrollado diminutas diapositivas translúcidas capaces de producir dos imágenes muy diferentes manipulando la dirección en la que la luz pasa a través de ellas (fotónica de la naturaleza«Generación paramétrica asimétrica de imágenes con metasuperficies dieléctricas no lineales»).

Cuando la luz pasa a través de la diapositiva, se ve una imagen de Australia, pero si voltea la diapositiva y mira de nuevo, se ve una imagen de la Ópera de Sydney. El par de imágenes creadas es solo un ejemplo de un número inimaginable de posibilidades. Concepto de generación paramétrica asimétrica de imágenes con metasuperficie no lineal Concepto de generación paramétrica asimétrica de imágenes con metasuperficie no lineal. La metasuperficie genera imágenes diferentes e independientes en transmisión para dos direcciones opuestas de iluminación. Las imágenes se generan a triple frecuencia a través de un proceso de generación de tercer armónico no lineal. (Imagen: Universidad Nacional de Australia)

La capacidad de producir dos imágenes claramente diferentes es posible gracias a la capacidad de los científicos de ANU para controlar la dirección en la que la luz a nanoescala puede y no puede viajar. El desarrollo podría allanar el camino para nuevos dispositivos basados ​​en luz que podrían conducir a una Internet más rápida, económica y confiable. También podría servir como base para muchas de las tecnologías del mañana.

La nueva tecnología, desarrollada en colaboración con colegas de China, Alemania y Singapur, utiliza nanopartículas tan pequeñas que unas 12.000 de ellas caben en una sección transversal de un cabello humano. Estas diminutas partículas están dispuestas en patrones únicos en los portaobjetos.

«Las partículas controlan el flujo de luz como los letreros de las calles controlan el tráfico en una calle concurrida al manipular la dirección en la que la luz puede o no viajar», dijo el líder del proyecto, el Dr. Serguéi Kruk.

«Algunas partículas solo permiten que la luz fluya de izquierda a derecha, otras de derecha a izquierda, o el camino está bloqueado en ambas direcciones».

dr. Lei Wang, de la Universidad del Sureste de China, dijo: «Aunque el propósito de estas imágenes es principalmente artístico, demuestran el potencial de esta nueva tecnología.

«En aplicaciones del mundo real, estas nanopartículas se pueden ensamblar en sistemas complejos que controlarían el flujo de luz de manera útil, por ejemplo, en la infraestructura de comunicaciones de próxima generación».

según el dr. La capacidad de Kruk para controlar el flujo de luz a nanoescala asegura que la luz «va a donde se supone que debe ir, no a donde no debe».

“Con la ayuda de la luz, intercambiamos enormes cantidades de información. Por ejemplo, cuando realiza una videollamada de Australia a Europa, su voz e imagen se convierten en breves pulsos de luz que viajan miles de kilómetros a través de un cable de fibra óptica a través de continentes y océanos», dijo el Dr. Kruk del Centro de Física No Lineal de la ANU, dijo.

“Desafortunadamente, cuando usamos las tecnologías actuales basadas en la luz para intercambiar información, pueden ocurrir muchos efectos parásitos. La luz puede dispersarse o reflejarse, afectando su comunicación.

«Al asegurarnos de que la luz fluya exactamente hacia donde debe ir, resolveríamos muchos problemas con las tecnologías actuales».

según el dr. Kruk, el desarrollo de muchas de las tecnologías del mañana dependerá en gran medida de nuestra capacidad para controlar la luz a la escala más pequeña.

«El despliegue generalizado de componentes diminutos que pueden controlar el flujo de luz podría generar cambios tecnológicos y sociales similares a las transformaciones provocadas en el pasado por el desarrollo de componentes diminutos conocidos como diodos y transistores para controlar el flujo de electricidad». sobre. » él dijo.

“Controlar el flujo de electricidad a nanoescala es lo que finalmente nos trajo las computadoras y los teléfonos inteligentes modernos. Por lo tanto, es emocionante imaginar el potencial de nuestra nueva tecnología para controlar el flujo de luz”.

Esta investigación fue una colaboración entre el Centro de Física No Lineal de la Escuela de Investigación de Física ANU, la Universidad de Paderborn en Alemania, la Universidad del Sureste en China y A*STAR Singapur.



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