“杰出”研究:可以利用意想不到的光行为来改进光通信和传感器

将手电筒照射到浑浊的池塘水中,光束不会穿透很远。吸收和散射会迅速降低光束的强度,从而每单位距离损失固定百分比的能量。这种下降称为

来源:美国国家标准与技术研究院__数理统计信息
NIST 团队将光引导到刻有凹槽的超薄氮化硅层中,以创建衍射光栅。如果精心选择凹槽和光波长之间的间隔,光强度下降的速度会慢得多,呈线性而不是指数下降。图片来源:S. Kelley/NIST
NIST 团队将光引导到刻有凹槽的超薄氮化硅层中,以创建衍射光栅。如果精心选择凹槽和光波长之间的间隔,光强度下降的速度会慢得多,呈线性而不是指数下降。图片来源:S. Kelley/NIST

NIST 团队将光引导到刻有凹槽的超薄氮化硅层中,以创建衍射光栅。如果精心选择凹槽和光波长之间的间隔,光强度下降的速度会慢得多,呈线性而不是指数下降。

图片来源:S. Kelley/NIST

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用手电筒照射浑浊的池塘水,光束不会穿透很远。吸收和散射会迅速降低光束的强度,光束每单位距离会损失固定百分比的能量。这种衰减(称为指数衰减)适用于光穿过任何容易吸收和散射电磁能量的流体或固体的情况。

但这并不是美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的研究人员在研究微型光散射系统时发现的——在芯片顶部制造的超薄氮化硅层,上面蚀刻有一系列间距紧密的周期性凹槽。凹槽形成光栅——一种以不同角度散射不同颜色光的装置——而氮化硅的作用是将入射光限制并引导到光栅 0.2 厘米长度的尽可能远的地方。

结构化材料中的线性光吸收

图片来源:S. Kelley/NIST Nature Nanotechnology(link is external)。 . :