1. Plasmoniska nanostrukturer:
- Plasmoniska nanopartiklar, som metalliska nanopartiklar eller nanorods, kan stödja lokaliserade ytplasmonresonanser (LSPRs) som kan begränsa och förstärka ljus vid specifika frekvenser. Genom att exakt utforma storleken, formen och arrangemanget av dessa nanostrukturer är det möjligt att manipulera ljus över ett brett spektrum av frekvenser, från synligt till infrarött.
2. Metasytor:
- Metasytor är ultratunna konstruerade ytor som består av subvåglängds metaatomer eller resonatorer. Metasytor kan styra ljusets amplitud, fas och polarisering vid specifika frekvenser och infallsvinklar. De kan utformas för att manipulera ljus över ett brett frekvensområde genom att inkorporera olika typer av metaatomer eller resonatorer.
3. Fotoniska kristaller:
– Fotoniska kristaller är periodiska strukturer gjorda av material med olika brytningsindex. De kan uppvisa fotoniska bandgap, som är frekvensområden där ljusutbredning är förbjuden. Genom att kontrollera periodiciteten och materialegenskaperna hos de fotoniska kristallerna är det möjligt att skräddarsy bandgapen och på så sätt manipulera ljus över specifika frekvensområden.
4. Frequency-Selective Surfaces (FSS):
- FSS är periodiska strukturer som selektivt reflekterar eller sänder ljus vid specifika frekvenser samtidigt som andra frekvenser kan passera igenom. Genom att noggrant utforma geometrin och avståndet mellan FSS-elementen är det möjligt att uppnå frekvensberoende filtrering och manipulation av ljus över ett brett frekvensområde.
5. Nanostrukturerade material:
- Nanostrukturerade material, såsom halvledarkvantbrunnar, kvantprickar och grafen, kan uppvisa unika optiska egenskaper som möjliggör ljusmanipulation på nanoskala. Dessa material kan konstrueras för att kontrollera absorption, reflektion och överföring av ljus över ett brett frekvensområde.
6. Icke-linjär optik:
- Icke-linjära optiska processer, såsom generering av andra övertoner, parametrisk förstärkning och generering av summafrekvens, kan användas för att manipulera ljus vid olika frekvenser. Genom att utnyttja de olinjära egenskaperna hos vissa material är det möjligt att omvandla ljus från en frekvens till en annan, vilket utökar frekvensområdet som kan manipuleras.
Dessa tillvägagångssätt möjliggör exakt kontroll och manipulering av ljus på nanoskalan över breda frekvensområden, hitta tillämpningar i nanofotoniska enheter, optisk kommunikation, avkänning, bildbehandling och spektroskopi.
