Световые орбиты в ловушке внутри интригующего материала

Недавно было обнаружено, что гексагональный нитрид бора, состоящий из слоев атомов бора и азота, расположенных в гексагональной решетке, изгибает электромагнитную энергию необычными и потенциально полезными способами.В прошлом году Фоглер и его коллеги продемонстрировали, что свет может храниться в наноразмерных гранулах гексагонального нитрида бора. Теперь исследовательская группа Фоглера опубликовала новую статью в журнале Nano Letters, в которой подробно описывается, как этот захваченный свет ведет себя внутри гранул.Частицы света, называемые фононными поляритонами, не подчиняются стандартным законам отражения, поскольку они отскакивают от гранул, но их движение не является случайным.

Как сообщает группа Фолджера, поляритонные лучи распространяются по траекториям под фиксированными углами по отношению к атомной структуре материала. Это может привести к интересным резонансам.«Траектории захваченных поляритонных лучей в большинстве случаев очень запутаны», — сказал Фоглер. «Однако на определенных« магических »частотах они могут стать простыми замкнутыми орбитами».

Когда это происходит, могут возникать «горячие точки» сильно усиленных электрических полей. Группа Фоглера обнаружила, что они могут образовывать сложные геометрические узоры в гранулах сфероидальной формы.Поляритоны — это не только частицы, но и волны, образующие интерференционные картины. При наложении на горячие контуры усиленных электрических полей они создают поразительно красивые изображения.

«Они напоминают яйца Фаберже, инкрустированные драгоценными камнями сокровища русских царей», — заметил Фоглер.Помимо создания красивых изображений, их анализ показывает, как свет хранится внутри материала.

Паттерны и магические частоты определяются не размером сфероида, а его формой, то есть отношением его обхвата к длине. Анализ показал, что один параметр определяет фиксированный угол распространения поляритонных лучей по отношению к поверхности сфероидов.

Ученые начинают находить практическое применение таким материалам, как гексагональный нитрид бора, которые управляют светом обычными способами. Теория, основанная на этой работе, может направлять разработку таких приложений, как нанорезонаторы для цветовой фильтрации с высоким разрешением и построения спектральных изображений, гиперлинзы для субдифракционной визуализации или источники инфракрасных фотонов.

Анализ дает теоретическое объяснение более ранним наблюдениям захваченного света. По словам Фоглера, Фоглер и его коллеги предлагают несколько экспериментов, которые могут подтвердить их предсказание об орбитальном свете с использованием передовых оптических методов. «Экспериментальные поиски поляритонов на орбите уже начались».


Новости со всего мира