Исследование показало, что нормальное прямое соответствие между полосами пропускания источника тока и испускаемого излучения может быть нарушено. Это было достигнуто за счет извлечения узкополосного излучения с высокой эффективностью, без создания узкополосных колебаний тока.
Открытие привело к появлению узкополосных источников света в средах, где электромагнитное излучение обычно невозможно. Это мощный инструмент для ученых, который позволяет им понять тонкости того, как материалы или даже биологические молекулы ведут себя в различных условиях, что оказывает большое влияние на жизнь людей благодаря разработке новых продуктов и медицинских методов лечения.В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, также участвовали исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) и Института науки и технологий Кванджу (GIST), расположенных в Южной Корее.Профессор Дино Ярошинский из Отделения физики Стратклайда руководил исследованием.
Он сказал: «Источники когерентного света, такие как лазеры, имеют множество применений, от связи до исследования структуры материи. Простейшим источником когерентного электромагнитного излучения является колебательный электрический ток в антенне. Однако существует множество других устройств, основанных на них. основные законы физики, такие как лазер на свободных электронах, который производит когерентное рентгеновское излучение, или магнетроны, которые можно найти в микроволновых печах.«Наше исследование показало, что некоторые распространенные среды с интересными оптическими свойствами могут быть использованы, если мы поместим в них или закопаем источник осциллирующего тока.
Такие среды, как плазма, полупроводники и фотонные структуры, имеют« отсечку », где распространение электромагнитного излучения с частотами ниже частоты отсечки невозможно; мы заметили, что сопротивление излучения увеличивается на границе отсечки."Одним из следствий этого является то, что для широкополосного источника тока, погруженного в этот тип диспергирующей среды," мода "частоты отсечки избирательно усиливается из-за закона Ома, что приводит к узкополосному излучению.
Что любопытно, так это то, что новая физика все еще должны быть скрыты в классическом режиме отсечения; в нашем исследовании мы раскрыли скрытую сторону отсечения и реализовали новую парадигму узкополосных источников света в средах, которые обычно не позволяют распространяться электромагнитному излучению. Замечательно простая идея, основанная на простой теории физики, которая, кажется, была упущена из виду.«Это очень захватывающее теоретическое открытие, которое стало результатом очень плодотворного межконтинентального сотрудничества.
Оно показывает, что мы всегда должны сохранять непредвзятость и подвергать сомнению даже самые основные предположения. Мы надеемся продемонстрировать этот феномен в Шотландском центре в Стратклайде. для применения плазменных ускорителей; существует множество применений электромагнитного излучения, и предлагаемый источник должен иметь большое влияние, если мы сможем продемонстрировать его экспериментально ».
Профессор Мин Суп Хур из UNIST, Республика Корея, который руководит работой UNIST, сказал: «Это новое открытие интересно с научной точки зрения, потому что оно позволяет нам взглянуть на явление электромагнитного излучения с совершенно другой точки зрения. Мы надеемся, что оно принесет плоды. международное сотрудничество, которое привело нас к этому теоретическому открытию, будет продолжено экспериментальной демонстрацией идеи ».Современные источники света или, в более общем смысле, электромагнитные источники, используемые в качестве научных инструментов, требуют хорошей когерентности, монохроматичности и высокой мощности излучения.
Когерентность и узкая полоса пропускания — или монохроматичность — являются важными свойствами электромагнитного излучения, которые позволяют использовать его для наблюдения изменений в структуре материалов, подверженных воздействию раздражителей, таких как короткий интенсивный лазерный импульс; свойства материала выводятся на основе изменений, которые становятся очевидными в исследованиях насос-зонд. Можно провести аналогию с созданием фильма путем сборки множества покадровых снимков, чтобы оживить изменения, происходящие в материале после его стимуляции.Основная задача — сделать источники электромагнитного излучения большой мощности монохроматическими.
Часто это делается путем создания узкополосного колебательного тока или фильтрации спектра, что крайне неэффективно. Сложно и может быть дорого уменьшить полосу пропускания источника тока при сохранении или увеличении его излучаемой мощности.