Ett team av forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har utvecklat ett nytt designverktyg för metamaterial, som är konstgjorda material med egenskaper som inte finns i naturen.
Verktyget, som kallas den "icke-linjära optiska svarskalkylatorn", kan användas för att förutsäga de olinjära optiska egenskaperna hos metamaterial, som är viktiga för en mängd olika tillämpningar, såsom lasrar, optiska modulatorer och sensorer.
De olinjära optiska egenskaperna hos ett material bestäms av det sätt på vilket dess elektroner interagerar med ljus. När ljus interagerar med ett material kan det få elektronerna i materialet att vibrera. Frekvensen av dessa vibrationer beror på ljusets energi och materialets egenskaper.
I de flesta material vibrerar elektronerna med en enda frekvens när de utsätts för ljus. Men i metamaterial kan elektronerna vibrera vid flera frekvenser. Detta beror på att metamaterialen är gjorda av små strukturer som kan fånga ljus och få elektronerna att vibrera vid olika frekvenser.
Den olinjära optiska responskalkylatorn kan användas för att förutsäga de flera frekvenser vid vilka elektronerna i ett metamaterial kommer att vibrera när de utsätts för ljus. Denna information kan sedan användas för att designa metamaterial med de önskade olinjära optiska egenskaperna.
MIT-forskarna tror att deras nya verktyg kommer att vara en värdefull resurs för forskare och ingenjörer som arbetar med att utveckla metamaterial för en mängd olika applikationer.
Den olinjära optiska responskalkylatorn är ett datorprogram som använder en mängd olika matematiska tekniker för att beräkna de olinjära optiska egenskaperna hos metamaterial.
Programmet beräknar först metamaterialets linjära optiska egenskaper, vilket är materialets egenskaper när det utsätts för ljus med låga intensiteter. Dessa egenskaper inkluderar brytningsindex och extinktionskoefficienten för materialet.
Programmet använder sedan de linjära optiska egenskaperna för att beräkna materialets olinjära optiska egenskaper. Dessa egenskaper inkluderar andra ordningens olinjära känslighet och tredje ordningens olinjära känslighet.
Andra ordningens olinjära känslighet bestämmer hur materialet reagerar på ljus vid låga intensiteter. Den tredje ordningens olinjära känsligheten bestämmer hur materialet reagerar på ljus vid höga intensiteter.
Den olinjära optiska responskalkylatorn kan användas för att beräkna de olinjära optiska egenskaperna hos metamaterial gjorda av en mängd olika material. Programmet kan också användas för att beräkna de olinjära optiska egenskaperna hos metamaterial med olika strukturer.
Den olinjära optiska svarskalkylatorn har en mängd olika applikationer, inklusive:
* Designa metamaterial för lasrar
* Designa metamaterial för optiska modulatorer
* Designa metamaterial för sensorer
* Studera de olinjära optiska egenskaperna hos metamaterial
Den olinjära optiska responskalkylatorn är ett kraftfullt verktyg som kan användas för att utveckla metamaterial med en mängd olika önskade egenskaper. Programmet är en värdefull resurs för forskare och ingenjörer som arbetar med att utveckla metamaterial för en mängd olika applikationer.
