Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Тайваня и Испании впервые экспериментально подтвердили ранее предсказанный ими эффект «плоского фокусирующего зеркала». Простота получения и физические свойства делают этот эффект перспективным для применения в микроэлектронике, фотонике, в системах «на чипе», в которых одна микросхема выполняет функции целого устройства. Результаты исследования представлены в журнале Scientific Reports (IF: 4,525; Q1). 


Фото: экспериментальная визуализация эффекта фокусировки «плоским фокусирующим зеркалом»

Теоретически возможность существования эффекта плоского фокусирующего зеркала на основе фотонной струи, формируемой в режиме «на отражение», была обоснована в нескольких ранее опубликованных статьях.
«Зеркала используются для фокусировки излучения. Самый банальный пример — простой фонарик. Свет, исходящий из него, фокусируется как раз за счет зеркала, но оно параболической формы. Обычное плоское зеркало излучение не фокусирует. Но оказалось, что это можно изменить, причем крайне простым способом», — говорит руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

«Заставить» плоское зеркало фокусировать свет можно с помощью микроразмерной частицы из диэлектрического материала, например, стекла.
«В экспериментах мы использовали частицы прямоугольной формы, но в целом форма непринципиальна. Когда свет падает на эту частицу, отраженное излучение фокусируется в виде фотонной струи. Собственно, мы и получаем фокусировку. Сейчас нам удалось это подтвердить экспериментально», — поясняет Игорь Минин.

По словам ученого, на практике этот подтвержденный эффект упрощает использование плоских зеркал для фокусировки.

«Нам не нужно менять форму зеркала, да и весь процесс фокусировки крайне прост: нам нужны только зеркало, частица диэлектрика и источник излучения. При этом важно, что мы можем использовать зеркало очень маленького размера, сделать в тех же параметрах искривленное зеркало гораздо проблематичнее. Поэтому его можно использовать в миниатюрных устройствах и за счет простой формы его легко совмещать с другими элементами. Это преимущества не только по сравнению с искривленными зеркалами, но и другими методами фокусировки», — говорит профессор.

В дальнейшем исследователи планируют продолжить работу и провести исследования по использованию этого эффекта, например, для манипуляции наночастицами и передачи оптической информации.

Добавим, исследование проводится в сотрудничестве с учеными из Национального университета Ян-Мин (Тайвань), Каталонского института исследований и углубленных исследований (ICREA) Университета Барселоны и Политехнического университета Каталонии и Томского государственного университета.


Источники

Ученые выяснили, что плоское зеркало может фокусировать свет
Seldon.News (news.myseldon.com), 22/05/2020
Ученые экспериментально доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
Популярная механика (popmech.ru), 22/05/2020
Ученые доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 22/05/2020
Ученые экспериментально доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 22/05/2020
Ученые России, Тайваня и Испании экспериментально доказали - плоское зеркало может фокусировать свет
News-Life (news-life.pro), 22/05/2020
Томские и зарубежные ученые доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 22/05/2020
Ученые выяснили, что плоское зеркало может фокусировать свет
ТАСС, 22/05/2020
Ученые экспериментально доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
Научная Россия (scientificrussia.ru), 27/05/2020

Похожие новости

  • 20/10/2016

    Атомщики Сибири обсуждают в ТПУ термоядерный синтез и развитие ядерной медицины

    ​В Томском политехническом университете проходит VII школа-конференция молодых атомщиков Сибири. В течение трех дней молодые ученые из России и стран ближнего зарубежья будут обсуждать вопросы ядерной безопасности, развитие ядерной медицины, термоядерный синтез, а также реализацию проекта по созданию топлива и реакторов нового поколения "Прорыв".
    2952
  • 16/05/2017

    Сибирский химический комбинат представил свои технологии будущим атомщикам ТПУ

    ​В Физико-техническом институте Национального исследовательского Томского политехнического университета (НИ ТПУ) состоялось подведение итогов студенческих лабораторных работ на заводе разделения изотопов (ЗРИ) АО "Сибирский химический комбинат" (входит в Топливную компанию Росатома "ТВЭЛ").
    1418
  • 04/10/2016

    Томский госуниверситет стал действительным членом Коллаборации ATLAS на Большом адронном коллайдере

    ​Впервые с 1993 года новым участником крупнейшего проекта в CERN (Европейском центре ядерных исследований) с правом голоса стала российская научная организация. За присвоение ТГУ подобного статуса единогласно проголосовало правление Коллаборации ATLAS.
    1718
  • 22/01/2018

    Бразильские ученые исследуют свойства материалов, созданных в ТГУ

    ​Томский государственный университет и Университет Сан-Паулу (Бразилия) подписали соглашение о сотрудничестве в научном исследовании по получению и изучению новых полимерных материалов. Одним из главных направлений взаимодействия ученых станет работа по созданию модифицированных материалов и покрытий для биомедицины и промышленности.
    1445
  • 23/04/2019

    Лауреат премии «Глобальная энергия» Сергей Алексеенко возглавил центр «Экоэнергетика 4.0» в ТПУ

    В Томском политехническом университете (ТПУ) создан Научно-образовательный центр «Экоэнергетика 4.0». В нем исследователи разрабатывают технологии по «превращению» низкосортного угля, отходов агропромышленного комплекса и деревообработки в экологичный источник тепла и электричества.
    1272
  • 11/04/2017

    Томские ученые в ЦЕРНе сузили зону поиска частицы-посредника между видимой и невидимой Вселенной

    ​Ученым Физико-технического института Томского политехнического университета и их коллегам из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) за год удалось примерно на 25% сузить зону поиска темного фотона — частицы-посредника между видимым миром и темной материей — невидимой частью нашей Вселенной, влияющей на движение звезд и галактик.
    1669
  • 23/09/2016

    ТПУ стал ассоциированным членом коллаборации LHCb в ЦЕРНе

    Томский политехнический университет стал ассоциированным членом коллаборации эксперимента LHCb, проводимого на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН). В качестве участников эксперимента политехники будут работать над модернизацией трекового детектора LHCb и осуществлять математическое моделирование некоторых физических процессов, которые изучаются в LHCb.
    1638
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    2242
  • 25/10/2016

    Томский аспирант улучшит диагностику мощнейшего в мире синхротрона

    ​Аспирант Физико-технического института Томского политеха Артем Новокшонов вместе с учеными Научной Лаборатории DESY (Германия) работает над улучшением и тестированием новых методик диагностики электронного пучка синхротрона PETRA III - одного из мощнейших источников синхротронного и рентгеновского излучения в мире.
    1952
  • 09/09/2016

    Разработки томичей заинтересовали Airbus Safran Launchers

    ​Представители компании Airbus Safran Launchers - лидера европейской космической промышленности заинтересовались технологиями и наработками сибирских ученых, сообщает пресс-служба Томского государственного университета.
    2195