Из симметричной сферы создали источник света с круговой поляризацией

Опубликовано автором

Таеко Матсукато (Taeko Matsukata) из Токийского технологического института и его коллегам удалось получить свет с круговой поляризацией от сферического симметричного источника размером несколько нанометров. В основе метода лежит катодолюминесценция, а характер поляризации зависит от положения используемого электронного луча. Помимо фундаментального значения, способ может помочь в создании квантовых компьютеров.

Электромагнитное волны по своей природе поперечные, то есть в луче света колебания идут поперек его оси. В естественном свете, как от Солнца или лампы накаливания, колебания не лежат в одной плоскости, а распределены хаотично по кругу, и такие волны называют неполяризованными. Однако если колебания идут в одном направлении или в нескольких, то такой свет точно будет поляризованным. Если две волны с разной плоскостью поляризации совместить перпендикулярно друг другу, но со сдвигом фазы, то они сложатся, и вектор электрического поля будет постоянно описывать круг. Такую поляризацию называют круговой.

В качестве источников света японские ученые использовали кремнивые сферы диаметром 100 нанометров, которые начинают светиться под действием потока свободных электронов. Это явление называется катодолюминесценция: в ней нет ничего нового — по этому принципу работали кинескопные телвизоры, у которых круговой поляризации не наблюдалось. Находка японских ученых заключается в том, что они смогли управлять поляризацией света за счет выбора места и угла падения электронного луча. Электроны влияли на дипольный момент наносферы, нарушая симметрию, делая ее хиральной. В зависимости от комбинации угла облучения и энергии сфера испускала свет с разной поляризаций, в том числе, при некоторых конфигурациях, одна ее сторона светилась с правой круговой поляризацией, а вторая — с левой.

Описанный метод получения света с заданной поляризацией стабилен и точен: в ходе эксперимента удавалось добиться произвольной разницы фаз, нуля до пи, и потому технологии может найтись применение в элементарной базе вычислительной техники будущего. Например, в квантовых компьютерах с её помощью можно влиять на электроны внутри квантовых точек.

Источник: N+1

Дата публикации: 09.09.2020

Первоисточник: ACS Nano

Другие материалы по этой теме:

Поляризация света помогла обойти дифракционный предел и точно измерить положение наночастицы (12.11.2018, N+1)