Предложен новый способ получения «фотонного крючка»

Исследователи Томского политехнического университета вместе Великобритании и Тайваня разработали новую технологию получения так называемого «фотонного крючка» — нового типа искусственно искривленного луча. Его удалось сформировать  с помощью двух маленьких стержней из диэлектрического материала.

Сам факт существования «фотонного крючка» теоретически обосновали, а затем и экспериментально подтвердили специалисты Томского политеха с коллегами из Бангорского университета и ряда российских вузов. Такой «крючок» можно использовать в микроскопии для получения изображений в сверхразрешении и для манипулирования наночастицами. До открытия томских ученых был известен лишь один тип искривленного луча — пучки Эйри.

«Наш первый и до последнего момента единственный способ формирования «фотонного крючка», хотя он и был несравнимо проще методов получения пучков Эйри, все равно требовал использования частицы специфической формы или специфической формы облучающего пучка. Например, нужна была микроразмерная частица в форме куба с пристыкованной призмой. Проходя через эту частицу, фотонное излучение искривлялось и принимало форму крючка. Новый способ позволяет получать крючок с помощью двух микроразмерных стержней простой прямоугольной формы, лежащих параллельно. Их можно легко сделать из широкого спектра диэлектрических материалов — например, из простого стекла или тефлона. При этом все можно делать на плоскости, что также удобно», — рассказал руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Игорь Минин.

Новый способ формирования «фотонного крючка» выглядит так: электромагнитная волна «распадается» на две части, одна проходит через стержни, а вторая между ними. Затем волны «сливаются» на выходе и итоговый пучок искривляется.

Технология, которая упрощает получение крючка, описана в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports издательства Nature (IF: 5,133; Q1) Среди авторов — ученые из Томского политеха, Ньюкаслского университета и Национального университета Ян Мин Цзяо Дун.

«В этой статье мы описали физику получения крючка новым методом. Это дает еще один инструмент для формирования искривленного фотонного луча, необходимого в исследованиях», — пояснил ученый.

По словам ученых, управлять формой крючка можно, изменяя расстояние между стрежнями и показатели их преломления.

«В дальнейшем мы также рассмотрим варианты, когда расстояние между стержнями заполнено не только воздухом. Получать крючок можно в газовой среде или жидкой. Это также может повлиять на характеристики получаемого крючка», — отметил Игорь Минин.

Исследование поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований и Программой повышения конкурентоспособности ТПУ.

• #Физика