Ученые поймали радугу в ловушку

Возможной областью применения таких устройств могут быть компьютеры, использующие оптические носители информации.

Американские ученые предложили дизайн одномерного оптического волновода, способного сформировать структуру, воспроизводящую радугу. Теоретические аспекты своего исследования авторы опубликовали в препринте, доступном на сайте arXiv.org.

Ученые использовали обратный (отрицательный) эффект Гуса-Хенхена. Явление основано на том, что при полном внутреннем отражении пучка света от плоской поверхности точка его отражения смещается по сравнению с точкой падения. В большинстве материалов наблюдается прямой эффект, когда сдвиг луча происходит в направлении распространения луча.

Однако возможен и отрицательный эффект, в котором смещение пучка происходит в противоположную сторону. Он наблюдается, в частности, в некотором классе метаматериалов. В таких искусcтвенных объектах создаются специальные периодические структуры, позволяющие получать материал с необычными оптическими свойствами.

В подходе американских ученых не используются метаматериалы. В нем в качестве ловушки для света применяется плоская плита из кремнезема с нанесенными на нее штрихами, образующими решетку.

Эту плиту ученые расположили под углом к диэлектрику из диоксида кремния, так что пространство между ним и плитой образует сужающийся волновод. Луч белого света, падая на такую решетку, при отражении распадается на множество других, таким образом и формируя радугу. Основной параметр, регулирующий процесс, связан с геометрией решетки.

По словам ученых, им впервые удалось получить радугу в ловушках такого типа. Возможной областью применения таких устройств могут быть компьютеры, использующие оптические носители информации.