Инженеры из Стэнфорда создали новое оптическое устройство, которое может легко преобразовывать свет практически в любой желаемый цвет. Система использует серию модуляторов для точной настройки частот отдельных фотонов для изменения их цвета.
Наши глаза воспринимают цвет света в зависимости от частоты, на которой его фотоны резонируют. Более низкие частоты коррелируют с более длинными волнами, что является мерой от одного пика к другому, если вы нанесете на карту эти частоты. В спектре видимого света мы можем видеть спектр от более длинных волн красного света до более коротких длин волн синего света.
Команда Стэнфорда создала оптическое устройство, которое может изменять частоты отдельных фотонов. Это не только меняет их цвет, но и смешивает эти фотоны разных цветов в разной степени, и луч света может быть точно настроен на практически любой цвет, который нужен.
Новое устройство состоит из провода с низкими потерями, вдоль которого расположены кольца. Когда фотоны проходят через этот провод, они перемещаются в кольца, где модуляторы преобразуют их частоту. Колец может быть столько, сколько необходимо, чтобы преобразовать свет в желаемый цвет.
Схема нового устройства области фотоники. Черная линия представляет собой провод, по которому проходят фотоны, прежде чем они пройдут через кольца (оранжевый), в которых находятся модуляторы (зеленый), которые изменяют частоту фотонов и, следовательно, их цвет. Цветные полосы на каждом конце черной линии показывают состав цвета света до и после него. Фото: Fan Lab
Команда говорит, что устройство чрезвычайно точное, что позволяет очень точно контролировать соотношение различных фотонов. Так, например, луч может начинаться с 80 процентов фотонов на частоте 510 нанометров и 20 процентов на 500 нм, что сделает его в основном зеленым. С помощью этого устройства луч можно сместить на 73 процента при 500 нм и на 27 процентов при 510 нм, что сделает свет в целом более голубым.
Команда заявляет, что этот мощный новый инструмент может иметь ряд приложений в области фотоники, включая связь, квантовые вычисления и искусственный интеллект, а его конструкция должна позволять создавать более компактные устройства.
«Это очень универсальный метод», - говорит Шанхуэй Фань, старший автор исследования. «Инженер может очень точно контролировать частоты и пропорции, и возможны самые разные преобразования. Это дает инженерам новую власть. Как они будут использовать это, зависит от них».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Источник: New Atlas / Stanford University
