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Feixe, permanece no ponto

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Imagem de Patrice Genevet - Havard

Feixe, permanece no ponto

Os pesquisadores demonstraram um feixe plasmon cosseno-Gauss, apelidado de "feixe de agulha", que se propaga sem difração. O adiantamento pode auxiliar o desenvolvimento de ultra-rápidos, microprocessadores com eficiência energética.

Poderia reduzir significativamente a perda de sinal para sistemas ópticos on-chip e podem, eventualmente, contribuir para o desenvolvimento de uma classe mais poderosa de microprocessadores.

O feixe de agulha surge de uma classe especial de quasiparticles chamados plasmons de superfície, que viajam em confinamento apertado com uma superfície de metal. As listras metálicas que carregam esses plasmons de superfície têm o potencial de substituir o cobre padrão interconexões elétricas em microprocessadores, permitindo ultrafast comunicações on-chip.

Um dos problemas fundamentais que tem impedido o desenvolvimento de tais interligações ópticas é o facto de todas as ondas naturalmente espalhar lateralmente durante a propagação, um fenómeno conhecido como difracção. Difracção reduz a parte do sinal que, na verdade, pode ser detectada.

"Fizemos um grande passo para resolver este problema através da descoberta e experimentalmente confirmando a existência de uma solução previamente negligenciado das equações de Maxwell que governam todos os fenômenos de luz," diz o investigador principal Federico Capasso, Robert L. Wallace Professor de Física Aplicada e Vinton Hayes Senior Research Fellow em Engenharia Elétrica pela SEAS. "A solução é uma onda de plasma de superfície altamente localizada que se propaga por uma longa distância, cerca de 80 microns em nossos experimentos, em uma linha reta, sem qualquer difração."

O feixe de agulha, tecnicamente um feixe plasmon cosseno-Gauss, propaga em confinamento apertado com uma superfície de metal nanoestruturada. Chumbo autor Jiao Lin, um pós-doutorado visitante na SEAS do Instituto Singapore de Manufatura e Tecnologia, e co-autor Patrice Genevet, um associado de pesquisa no grupo de Capasso, encontrou uma forma engenhosa para demonstrar o fenômeno teorizou. Eles esculpido dois conjuntos de ranhuras numa película de ouro que foi plaqueada sobre a superfície de uma folha de vidro. Estes pequenos sulcos intersectam-se num ângulo de modo a formar uma grelha metálica. Quando iluminada por um laser, o dispositivo de lança, duas ondas de superfície plano inclinado que interferem construtivamente para criar o feixe de nondiffracting.

"Os nossos colegas franceses fizeram uma bela experiência, usando um microscópio de altíssima resolução de imagem a propagação do feixe em forma de agulha para uma longa distância em toda a superfície de ouro", diz Genevet.

A equipe de Capasso espera que a descoberta irá ajudar o desenvolvimento de mais poderosos microprocessadores com eficiência energética .

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