Forskare vid Tomsk Polytechnic University har tillsammans med internationella kollegor hittat en enkel teknik för att dynamiskt kurva en fotonisk jet, förvandla den till en fotonisk krok. Metoden publicerades i Optikbokstäver . Enligt författarna, den upptäckta effekten kommer att utöka potentialen för fotoniska jetstrålar och krokar. Till exempel, den kan användas för att manipulera enskilda partiklar i biomedicinsk forskning eller i optisk litografi för att skapa mikrokretsar.

Fotonstråleeffekten upptäcktes i början av 2000 -talet. Strålen är en elektromagnetisk våg fokuserad på ytan av en kvartsglasmikrosfär, som har fokus på linsen. Denna jet har en unik tvärgående dimension, vilket är mindre än diffraktionsgränsen. Denna egenskap hos fotonstrålen drog forskarnas uppmärksamhet. Som ett resultat, under 2011, ett nanoskop baserat på effekten av en fotonisk stråle utvecklades. Den drev gränsen för traditionella optiska mikroskopbegränsning med en maximal upplösning på 200 nanometer och gjorde det möjligt att observera upp till 50 nanometer.

År 2015, TPU -forskare föreslog en fotonisk krok, en ny typ av krökt ljusstråle baserat på en fotonisk stråle. Det är mycket lättare att få det än befintliga analoger. Endast en mikropartikel med en viss form behövs för att få en fotonisk krok. Ljus passerar genom det och böjer sig. Till exempel, den fotoniska kroken rör nanopartiklar med lätt tryck, kurvor runt en barriär och överför dem genom den.

"Forskare använder mikropartiklar från ett dielektriskt material, som glas, för att erhålla en fotonisk stråle och en fotonisk krok. Traditionellt, man trodde att detta kräver partiklar av olika former, såsom symmetrisk för fotonstrålen och asymmetrisk för kroken. Dock, det är inte så. Vi genomförde simuleringar och utförde experiment. Dessa experiment visade att symmetriska partiklar kan användas i båda fallen. För att göra detta, vi täckte partikeln delvis med en skärm av mikrostorlek i metall, som kan vara gjord av vilken metall som helst, men i experimenten använde vi aluminium, "Igor Minin, projektledare och professor i avdelningen för elektronisk teknik, säger.

För att bilda en fotonstråle, partikeln bestrålas helt, och i fallet med en krökt fotonisk krok, partikeln överlappas delvis av skärmen.

"Sedan använder vi en asymmetrisk vågfront med en symmetrisk partikel. Detta utökar applikationspotentialen för fotonstrålen och kroken. Till exempel, de kan användas i en enhet beroende på uppgifterna. Du kan ta nanopartiklar med en fotonstråle och om du använder skärmen, strålen kommer att kurva och partiklarna kan flyttas, "förklarar forskaren.

Ett annat möjligt tillämpningsområde är litografiprocessen vid tillverkning av mikrokretsar. Litografi är en teknik för att använda en laser för att rita ett mönster av en framtida mikrokrets.

"Ritningen kan göras antingen med en rak balk eller med en böjd, du behöver bara ändra fokuseringspartikeln. Att göra så, du kan använda en metallstor skärm i mikrostorlek, vilket är en extremt enkel lösning. Dessutom, det kommer inte att komplicera enheternas struktur väsentligt, med hjälp av en fotonisk jet- eller krokeffekt, "Säger Igor Minin.