Işığı Güçlendirmek İçin Oluşturulan İlk 2D Fotonik Zaman Kristali

Zaman kristalleri, son on yılda keşfedilen en heyecan verici metamalzemelerden biridir. Normal bir kristalin uzayda tekrar eden özellikleri olduğu gibi, zaman kristalleri de zamanda değişen özelliklere sahiptir. Bu tuhaf nesneler, birden fazla uygulama göz önünde bulundurularak inceleniyor ve bunlardan biri, ışıkta daha iyi ustalaşmakla ilgili.

Bunlar fotonik zaman kristalleri olarak adlandırılır. Zamanla değişen elektromanyetik özellikleridir. Üç boyutlu bir fotonik kristal yaratmaya çalışmanın birçok zorluğu vardır. Sadece bu nesneleri oluşturmak için değil, aynı zamanda onları incelemek için de katı gereksinimler vardır. Ancak uluslararası bir ekip bunu aşmanın bir yolunu buldu. Bir metayüzey kullandılar. Basitçe kristali iki boyutta oluşturdular.

Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden baş yazar Dr. Xuchen Wang, bir açıklamada, "Boyutsallığı 3D'den 2D yapıya indirmenin uygulamayı büyük ölçüde basitleştirdiğini bulduk. Bu, fotonik zaman kristallerini gerçekleştirmeyi mümkün kıldı." dedi.

Yani zaman kristali, zamanla değişen özel bir elektromanyetik yapıdır. Ayarlanabilen bileşenler içerir ve bu yetenek de zamanla değişir. Bunu kristalin zamanla değişen ışığı kırma biçimini düşünerek hayal etmek mümkündür. Ancak hepsi bu değil. Ayrıca ışığı büyük ölçüde yükseltebilir.

Zamanda çift yarık deneyinin yakın zamanda oluşturulmasına benzer şekilde, bir fotonik zaman kristaliyle etkileşim, ilgili ışık kaynağının frekansını da değiştirir. Ve ışık için frekans, enerji ile orantılıdır. Bu kristallerde enerji korunmaz, bu nedenle ışık, en azından teoride, katlanarak yükseltilebilir.

Ve bu ekip tarafından oluşturulan metayüzey kullanılarak bu teori test ediliyor. Gerçekten de üstel dalga amplifikasyonunun bir fotonik zaman kristalinin içinde gerçekleştiğini doğruladılar. Bu deneyde kullanılan ışık mikrodalgalardı, ancak ekip milimetre dalga boylarıyla çalışmanın mümkün olduğunu düşünüyor. Bu, 5G ve gelecekteki 6G iletişimleri tarafından kullanılan dalga boyu aralığıdır.

Bu kristallerin telekomünikasyon veya diğer ışık tabanlı teknolojilerde devrim yaratıp yaratmayacağını söylemek için henüz çok erken, ancak potansiyel gösteriyorlar.

Çalışma Science Advances dergisinde yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.