Peneliti Mencapai Efisiensi Upconversion yang Belum Pernah Ada Sebelumnya
Para peneliti di Universitas Nasional Singapura telah memperkenalkan “kopling superkritis,” sebuah konsep inovatif yang sangat meningkatkan efisiensi konversi foton. Dengan memanfaatkan fenomena “bound states in the continuum” (BICs), tim ini telah melampaui batasan tradisional, memungkinkan cahaya terperangkap tanpa batas waktu dalam struktur terbuka. Kemajuan ini, yang menunjukkan peningkatan pendaran konversi sebesar delapan kali lipat, memiliki implikasi besar terhadap pengendalian emisi cahaya pada skala nano, yang berpotensi berdampak pada fotonik kuantum dan bidang perangkat fotonik lainnya. Diterbitkan di Nature, karya ini menandakan perubahan paradigma dalam nanofotonik dan membuka jalan baru untuk penelitian.
Para ilmuwan di Universitas Nasional Singapura (NUS) telah memperkenalkan konsep terobosan yang dikenal sebagai “kopling superkritis,” yang secara signifikan meningkatkan efisiensi foton peningkatan konversi. Inovasi ini tidak hanya menjungkirbalikkan paradigma yang ada, namun juga membuka arah baru dalam pengendalian emisi cahaya.
Konversi foton, proses mengubah foton berenergi rendah menjadi foton berenergi lebih tinggi, merupakan teknik penting dengan aplikasi luas, mulai dari pencitraan resolusi super hingga perangkat fotonik canggih. Meskipun ada kemajuan besar, pencarian konversi foton yang efisien telah menghadapi tantangan karena keterbatasan yang melekat pada radiasi nanopartikel yang didoping lantanida dan kondisi penggandengan resonansi optik yang kritis.
Konsep “kopling superkritis” memainkan peran penting dalam mengatasi tantangan-tantangan ini. Pendekatan baru yang mendasar ini, diusulkan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor LIU Xiaogang dari Departemen Kimia NUS dan kolaboratornya, Dr Gianluigi ZITO dari Dewan Riset Nasional Italia, memanfaatkan fisika “keadaan terikat dalam kontinum” (BICs ). BIC adalah fenomena yang memungkinkan cahaya terperangkap dalam struktur terbuka dengan masa hidup yang secara teoritis tidak terbatas, melampaui batas kopling kritis. Fenomena ini berbeda dengan perilaku cahaya pada umumnya.
Pendekatan Baru dan Validasi Eksperimental
Dengan memanipulasi interaksi antara mode gelap dan terang dalam struktur ini, mirip dengan analog klasik transparansi yang diinduksi secara elektromagnetik, para peneliti tidak hanya meningkatkan bidang optik lokal tetapi juga mengontrol arah emisi cahaya secara tepat.
Temuan mereka telah dipublikasikan di jurnal Alam.
Gambar mengilustrasikan prinsip “kopling superkritis” dan peningkatan konversi direktif melalui kopling BIC tepi superkritis. Ini menunjukkan tata letak nanoslab fotonik-kristal dengan geometri sel satuan dan menunjukkan konversi terkolimasi yang dicapai melalui kopling superkritis yang disetel di tepinya. Kredit: Alam
Validasi eksperimental kopling superkritis menandai lompatan maju yang signifikan, menunjukkan peningkatan pendaran konversi sebesar delapan kali lipat. Pengaturan eksperimental melibatkan nanoslab kristal fotonik yang ditutupi dengan nanopartikel konversi. Partikel nano ini berfungsi sebagai sumber skala mikro dan laser. Sifat unik BIC, yang ditandai dengan dispersi cahaya yang dapat diabaikan dan dimensi titik cahaya skala mikro, dimanfaatkan untuk mencapai presisi dalam pemfokusan dan kontrol arah cahaya yang dipancarkan. Hal ini membuka jalan baru untuk mengendalikan keadaan cahaya.
Prof Liu berkata, “Terobosan ini bukan hanya penemuan mendasar, namun mewakili perubahan paradigma di bidang nanofotonik, mengubah pemahaman kita tentang manipulasi cahaya di bidang nanofotonik. skala nano. Implikasi dari kopling superkritis melampaui konversi foton dan menawarkan potensi kemajuan dalam fotonik kuantum dan berbagai sistem berdasarkan resonator berpasangan.”
“Saat komunitas riset bergulat dengan implikasi dari penelitian ini, pintu terbuka menuju masa depan di mana cahaya, salah satu elemen paling mendasar dari alam semesta kita, dapat dikendalikan dengan presisi dan efisiensi yang tak tertandingi,” tambah Prof Liu.
Referensi: “Peningkatan konversi raksasa direktif oleh keadaan terikat superkritis dalam kontinum” oleh Chiara Schiattarella, Silvia Romano, Luigi Sirleto, Vito Mocella, Ivo Rendina, Vittorino Lanzio, Fabrizio Riminucci, Adam Schwartzberg, Stefano Cabrini, Jiaye Chen, Liangliang Liang, Xiaogang Liu dan Gianluigi Zito, 21 Februari 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-023-06967-9
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
