Зарегистрировано отталкивание двух параллельных пучков излучения

Группа ученых из Йельского университета (США) на опыте доказала, что взаимодействием световых волн можно управлять, изменяя значение разности их фаз.

Возникновение сил отталкивания и притяжения при взаимодействии световых волн было теоретически предсказано в 2005 году; через три года физики впервые экспериментально зафиксировали существование компонента притяжения (см. статью в журнале Nature) и продемонстрировали возможность его практического использования для переключения механических коммутаторов нанометровых размеров.

waveguide.jpg Изображение использованных авторами волноводов,
полученное с помощью сканирующего электронного
микроскопа (иллюстрация из журнала Nature Photonics).

«Теперь мы завершили начатое, — говорит руководитель научной группы Хун Тан (Hong Tang), — показали, что у этого взаимодействия действительно есть два компонента».

Необходимо понимать, что рассматриваемые силы, действующие перпендикулярно направлению распространения излучения, не имеют никакого отношения к давлению света.

В своих экспериментах ученые расщепляли пучок ИК-излучения и направляли два образовавшихся пучка по волноводам (отрезкам кремниевой нанопроволоки). Путь одного из них был короче пути другого; возникновение разности фаз приводило к тому, что волноводы начинали отталкиваться друг от друга, причем модуль силы отталкивания зависел от величины сдвига фаз.

graphg.jpg Слева представлены данные компьютерного моделирования: график зависимости значения силы от величины сдвига фаз между двумя модами излучения для двух одномодовых волноводов, располагающихся на расстоянии 400 нм друг от друга, и результаты вычисления значений силы при изменении сдвига фаз и расстояния между волноводами. Справа располагается график зависимости значения силы от длины волны распространяющегося ИК-излучения; треугольниками обозначены экспериментальные величины, черной линией — предсказания теории. (Иллюстрации из журнала Nature Photonics.)

«Наблюдать подобное взаимодействие в свободном пространстве невозможно, — объясняет еще один участник исследования Мо Ли (Mo Li). — Оно проявляется только при распространении света по наноразмерным волноводам, расположенным на небольшом расстоянии друг от друга».

Полная версия отчета ученых будет опубликована в журнале Nature Photonics; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv. Отметим, что практически синхронно с физиками из США аналогичную работу представила группа из Бельгии; результаты этого исследования появятся в журнале Nature Nanotechnology.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (4 votes)
Источник(и):

http://science.compulenta.ru/441523/