​Исследователи изучили свойства нового оптического устройства. Его можно будет использовать в качестве сенсора, фильтра и переключателя в области телекоммуникаций, фотоники и оптоэлектроники, а также для имитации биологических объектов. Статья с описанием работы была опубликована в журнале Scientific Reports.

Видимый свет представляет собой электромагнитные волны, которые ощущают наши глаза. Цвет, который мы видим, определяется длиной волны — расстоянием между двумя ближайшими повторяющимися гребнями волны. Если эта величина, например, лежит в диапазоне 510–550 нанометров, наш глаз воспримет такую волну как зеленый свет. У белого света нет определенной длины волны, в качестве него наш мозг интерпретирует смесь множества электромагнитных волн с разными длинами. Кроме того, электромагнитные волны поляризацией, которая характеризует направление колебания вектора напряженности электрического поля в волне. Если перед электромагнитной волной поставить горизонтально ориентированный поляризатор, то на выходе получится волна, линейно поляризованная в горизонтальной плоскости, независимо от того, какая у нее была поляризация до этого.

Для изучения свойств звезд, новых материалов, археологических объектов и многого другого исследователям необходимо получить спектр излучения тела, то есть узнать, из каких именно компонент состоит "цветовая смесь". В этом им помогают спектральные приборы, одним из которых является резонатор Фабри - Перо. Он состоит из двух параллельных зеркал, которые могут отражать или пропускать свет. В зависимости от зазора между зеркалами через резонатор проходят только волны определенных длин. После того как "цветовая смесь" пропущена через резонатор, она разлагается в "радугу", каждая полоса которой отвечает одной конкретной компоненте "цветовой смеси". В своей работе ученые исследовали специальную структуру резонатора Фабри - Перо, в котором многослойные зеркала аналогичны фотонным кристаллам. Они образуют запрещенную зону в спектре: если цвет волны соответствует этой зоне, то электромагнитная волна отражается от зеркала. Главная особенность новой структуры - тонкий слой жидкого кристалла между зеркалами. Закручивание жидкого кристалла приводит к потере зеркальной симметрии, а прикладывание к устройству электрического напряжения восстанавливает симметрию.

Ученые измерили поляризацию света, проходящего через такой резонатор. Экспериментально и теоретически удалось показать, что благодаря симметрии резонирующий, эллиптически поляризованный свет на выходе резонатора всегда поляризуется линейно, а при наличии электрического напряжения плоскость поляризации поворачивается.

"Следует отметить, что конкретные устройства - не единственная цель нашего исследования. Резонаторы Фабри - Перо, заполненные жидким кристаллом, являются удобными моделями, способными имитировать ряд биообъектов, так как для биоструктур в растениях и животных характерно присутствие мультислойного упорядочения и несимметричности биомолекул (белков, ДНК и тому подобное)", - прокомментировал один из авторов статьи, сотрудник Института физики СО РАН и профессор Сибирского федерального университета Иван Тимофеев.

Работа выполнена совместно с коллегами из Национального университета Цзяотун, Тайвань.

Похожие новости

  • 24/01/2017

    Красноярские ученые рассчитали, как поймать свет с помощью диэлектрических шариков

    ​Теоретические расчеты красноярских физиков показали, что цепочка из одинаковых диэлектрических шариков может быть использована в качестве ловушки для электромагнитных волн. Такая цепочка будет вести себя как световод, который улавливает и захватывает свет, падающий на него под любым углом.
    1101
  • 24/06/2019

    В Сибири работают над электроникой будущего

    ​Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН создали самоорганизующийся шаблон из кремнезёма для прозрачных электродов на гибкой подложке, эффективный при разработке современных гибких дисплеев и светодиодов.
    112
  • 15/12/2017

    Химики создали новый класс люминофоров для электронной промышленности

    ​Международный коллектив химиков из Китая, России и Японии синтезировал новое кристаллическое вещество на основе оксидов редкоземельных металлов, а также описал его структуру и свойства. Расшифровка рентгенограммы нового соединение установила, что он относится к новому, ранее неизвестному классу.
    978
  • 14/05/2018

    Сибирские ученые опробовали новый метод исследования полупроводниковых наночастиц

    ​Сотрудники Сибирского федерального университета и Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН применили новый метод для изучения наночастиц из кадмия и теллура. Они воспользовались особенностью данного соединения, взаимодействие которого со светом меняется в зависимости от магнитного поля.
    599
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    572
  • 19/09/2017

    Квантовые симуляторы: как ученые создают искусственные миры

    ​Представьте, что вы хотите рассмотреть быструю, но хрупкую бабочку. Пока она порхает, детально изучить ее довольно трудно, поэтому нужно взять ее в руки. Но как только она оказалась в ваших ладонях, крылышки смялись и потеряли цвет.
    989
  • 21/04/2017

    Красноярские физики получили нанодисперсные порошки для создания аккумуляторов водорода

    Ученые Сибирского федерального университета и Института физики имени Л.В. Киренского СО РАН разработали технологию синтеза нанодисперсных порошков магния, которые могут стать перспективным материалом для изготовления аккумуляторов водорода для автомобильного транспорта.
    1463
  • 15/02/2017

    Красноярские ученые создали уникальный прибор для телескопа будущего

    Ученые в Красноярске создали уникальный прибор для телескопа, который планируют запустить космос не раньше 2025 года. Как сообщили в пресс-службе правительства края, ученые Института физики им Л.В. Киренского Красноярского научного центра СО РАН создали прибор для измерения термооптических свойств защитных покрытий и материалов космических аппаратов при сверхнизких температурах.
    1265
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    880
  • 30/11/2018

    Энергоэкономные технологии для науки и промышленности

    ​В Институте физики им. Л. В. Киренского (ФИЦ КНЦ) СО РАН учёные разработали энергосберегающую технологию получения разнообразных редких кристаллов. Многие полезные для промышленности и научных исследований кристаллы растут из оксидов, которые плавятся при очень высоких температурах (в природе - путём кристаллизации в расплавленной магме).
    494