Микрофотоника - Microphotonics

Микрофотоника это филиал технологии который имеет дело с направлением света в микроскопическом масштабе и используется в оптическая сеть. В частности, это относится к отрасли технологий, которая имеет дело с интегрированными устройствами и системами на уровне пластины, которые излучают, передают, обнаруживают и обрабатывают свет наряду с другими формами лучистой энергии с фотон как квант единица.[1]

В микрофотонике используются как минимум два разных материала с большой разницей показатель преломления чтобы сжать свет до небольшого размера. Вообще говоря, практически вся микрофотоника основана на Отражение Френеля направлять свет. Если фотоны находятся в основном в материале с более высоким показателем преломления, ограничение происходит из-за полное внутреннее отражение. Если заключение из-за многих распределенных Отражения Френеля, устройство называется фотонный кристалл. В микрофотонике используется множество различных типов геометрии, включая оптические волноводы, оптические микрополости, и Решетки волноводных массивов.

Фотонные кристаллы

Фотонные кристаллы представляют собой непроводящие материалы, которые практически идеально отражают световые волны различной длины. Такой кристалл можно назвать идеальное зеркало. Другие устройства, используемые в микрофотонике, включают: микрозеркала и фотонные проволочные волноводы. Эти инструменты используются для «формирования потока света» - знаменитой фразы, описывающей цель микрофотоники. Кристаллы служат структурами, которые позволяют управлять светом, удерживать его и управлять им в одном, двух или трех измерениях пространства.[2]

Микродиски, микротороиды и микросферы

Оптический микродиск из диоксида кремния (любезно предоставлен http://copilot.caltech.edu

An оптический микродиск, оптический микротороид, или же оптическая микросфера использует внутреннее отражение в круговой геометрии, чтобы удерживать фотоны. Этот тип кругосимметричных оптический резонанс называется Режим шепчущей галереи, после Лорд Рэйли ввел термин.

Заявление

Микрофотоника имеет биологические приложения, и это может быть продемонстрировано в случае «биофотонных чипов», которые разработаны для повышения эффективности с точки зрения «фотонного выхода» или собранного люминесцентного сигнала, испускаемого флуоресцентными маркерами, используемыми в биологических чипах.[3]

В настоящее время технология микрофотоники также разрабатывается для замены электронных устройств и биосовместимых внутриклеточных устройств.[4] Например, давняя цель полностью оптического маршрутизатор устранит электронные узкие места, ускоряя работу сети. Идеальные зеркала разрабатываются для использования в волоконно-оптические кабели.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джамроз, Уэс; Крузелецкий, Роман; Хаддад, Эмиль (2006). Прикладная микрофотоника. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 1. ISBN  9780849340260.
  2. ^ Миноли, Даниэль (2006). Применение нанотехнологий в телекоммуникациях и сетях. Хобокен, Нью-Джерси: Публикация John Wiley & Sons, Inc. п. 151. ISBN  9780471716396.
  3. ^ Риньо, Эрве; Луртиоз, Жан-Мишель; Делаланд, Клод; Левенсон, Ариэль (2006). Нанофотоника. Лондон: iSTE Ltd., стр. 81. ISBN  9781905209286.
  4. ^ Fikouras, Alasdair H .; Шуберт, Марсель; Карл, Маркус; Kumar, Jothi D .; Повис, Саймон Дж .; Ди Фалько, Андреа; Собери, Мальте К. (16 ноября 2018 г.). «Необструктивные внутриклеточные нанолазеры». Nature Communications. 9 (1): 4817. arXiv:1806.03366. Bibcode:2018НатКо ... 9.4817F. Дои:10.1038 / s41467-018-07248-0. ЧВК  6240115. PMID  30446665.