МОСКВА, 2 сентября. /ТАСС/. Исследователи из России и Китая создали наноструктурированный материал, который пропускает свет в узком диапазоне длин волн вне зависимости от поляризации источника. Разработка в разы повысит эффективность работы оптических чипов для скрининговых устройств, способных выявлять следы аллергенов, глюкозы и других биомаркеров, сообщила пресс-служба Университета ИТМО.
"Мы первыми смогли создать метаповерхность, которая поддерживает эффект электромагнитно-индуцированной прозрачности и при этом не зависит от поляризации света. Мы провели экспериментальные испытания предложенной структуры и подтвердили работоспособность нашего подхода", - пояснила исследователь из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Александра Кутузова, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют исследователи, метаповерхности представляют собой рукотворные структуры из множества наночастиц или других миниатюрных элементов, которые могут необычным образом взаимодействовать со светом или другими волнами. В данном случае метаповерхность является прозрачной для электромагнитных волн в строго ограниченном диапазоне частот за счет так называемого эффекта электромагнитно-индуцированной прозрачности.
Он возникает в результате квантовых взаимодействий между непрозрачным материалом и двумя наборами электромагнитных волн, которые заставляют атомы этого материала "переключаться" между тремя разными квантовыми состояниями. При определенных комбинациях длин волн этих пучков, их взаимодействия друг с другом и атомами порождают особые резонансы, которые делают материал прозрачным для волн в узком диапазоне частот.
Существующие примеры использования этого эффекта в силу особенностей их реализации способны пропускать через себя только одно из перпендикулярных направлений линейно поляризованного света, что снижает эффективность их работы вдвое
Особенность позволяет подобных метаповерхностям пропускать через себя свет вне зависимости от поляризации источника в узком диапазоне длин волн, что делает эти структуры пригодными для разработки оптических чипов для выявления аллергенов, оценки концентрации глюкозы в организме по слюне и замеров противомикробной активности новых лекарств. Последующие версии этого материала, способные работать с круговой поляризацией, можно будет использовать для выявления органических молекул, "закрученных" в левую или правую сторону, что важно для разработки лекарств и проведения биологических экспериментов, подытожили ученые.
Комментарии