محققان نشان دادند که می‌توان با دستکاری شاخص‌های هندسی نانومقیاس در ساختار دی‌الکتریک‌ها، شدت تابش نور را افزایش داد. آنها به‌صورت تئوری نشان دادند که شدت نور با این روش می‌تواند ۱۰۰ هزار برابر افزایش یابد که این افزایش، می‌تواند منجر به توسعه‌ی سوئیچ‌های نوری و حسگرهای زیستی شود.
راهی برای افزایش خارق‌العاده‌ی شدت نور
محققان نشان دادند که می‌توان با دستکاری شاخص‌های هندسی نانومقیاس در ساختار دی‌الکتریک‌ها، شدت تابش نور را افزایش داد. آنها به‌صورت تئوری نشان دادند که شدت نور با این روش می‌تواند ۱۰۰ هزار برابر افزایش یابد که این افزایش، می‌تواند منجر به توسعه‌ی سوئیچ‌های نوری و حسگرهای زیستی شود.
محققان مرکز تحقیقات ملی اسپانیا با همکاری مؤسسه‌ی علوم فتونیک، روش جدیدی را برای افزایش شدت نور در دی‌الکتریک‌ها ارائه دادند که در نشریه‌ی Nano Letters به چاپ رسیده‌است.
یکی از مشکلات استفاده از ادوات نانوفتونیک فلزی آن است که این دستگاه‌ها بخشی از نور را جذب کرده و در نتیجه شدت نور کاهش می‌یابد. در این تحقیق، محققان به جای استفاده از ساختارهای فلزی، استفاده از دی‌الکتریک را پیشنهاد دادند. آنها سه چیدمان برای افزایش شدت نور ارائه دادند: موج‌بر دی‌الکتریک، آرایه‌های ذره دی‌الکتریک و ترکیبی از دو حالت قبل. در هر یک از سه چیدمان، محققان توانستند با کاهش از دست رفتن نور به‌وسیله‌یجذب، انرژی نور را افزایش داده، میدان نوری قوی ایجاد کنند.
چنین افزایشی در ساختارهای فلزی نیز وجود دارد؛ اما تنها در یک حجم محدود و در حد چند نانومتر امکان‌پذیر است. اما با این روش جدید در حجم‌های بالا نیز می‌توان شدت نور را افزایش داد. مشکل دیگری که در فلزات وجود دارد این است که به‌دلیل کاهش انرژی نوری در محل‌هایی که افزایش شدت نور اتفاق افتاده‌است، ماده دچار آسیب‌هایی می‌شود که چنین آسیب‌هایی در دی‌الکتریک‌های ساخت این گروه وجود ندارد.
برای افزایش شدت نور می‌توان مقدار زیادی از نور را روی یک نقطه متمرکز کرد؛ اما مشکل این کار در اینجاست که انرژی بسیار زیادی هدر می‌رود. ولی در این ساختارهای دی‌الکتریک، به متمرکز کردن نور نیست و به جای آن، نور را در سطح وسیعی تقویت می‌کنند. فرایند تقویت از طریق امواج نوری تقویت‌کننده و محوکننده انجام می‌شود و نیازی به انتقال انرژی نیست. به‌نظر می‌رسد با این روش بتوان تا ۱۰۰ هزار برابر شدت نور را افزایش داد.
برخی از مولکول‌ها در بدن ما موجب بیماری می‌شوند، تشخیص این مولکول‌ها به‌دلیل اندکی غلظتشان گاهی کاری دشوار است. بهترین راه برای دیدن این مولکول‌ها، روشن کردن این مولکول‌ها با جذب یا پراش نور است؛ بنابراین تقویت سیگنال نوری‌ای که با این مولکول‌ها تولید می‌شود، بسیار مهم است و به ما برای تشخیص بیماری کمک شایانی می‌کند.
