روشی جدید برای کند کردن پالس‌های نوری

القای الکترومغناطیسی شفافیت نوری (EIT) یک فرآیند نوری در فیزیک اتمی است که در
برخی محیط‌هایی که به‌طور عادی طول موج‌های به‌خصوصی از نور را از خود عبور نمی‌دهند
اتفاق می‌افتد و از آن برای کند کردن پالس‌های نوری و ذخیره‌سازی آنها در محیط‌هایی
از قبیل ابرهای اتمی فوق‌العاده سرد استفاده می‌شود. اخیرا محققان دانشگاه بوستون
آمریکا با شبیه سازی این پدیده توانستند محیط‌های متامتریال دارای تعداد لایه‌های
مختلف را شفاف کنند. با توجه به آنکه EITT در ساختارهای معمولی قابل انبوه‌سازی
نیست، این روش می‌تواند در آینده در ساخت سیستم‌های مخابراتی نوری یا حتی رایانه‌های
کوانتومی کاربرد داشته باشد.

هاتیس آلتوگ و همکارانش در دانشگاه بوستون آمریکا با شبیه‌سازی پلاسمونیک ساختارهای
معمولی دارای اثراتEIT، موفق به ابداع روشی برای طراحی متامتریال‌هایی با اثر مشابه
شدند. آنها با تشکیل محیط همگن ویکنواختی شامل اتم‌های مصنوعی کمپلکس متعدد و
سفارشی کردن برهم کنش‌های داخل آن نشان دادند که می‌توان حتی روی چند محدوده
فرکانسی به تعداد حالت‌های بالاتری دست پیدا کردکه پدیده‌ای مشابه اثرات EIT داشته
باشند. آنها همچنین با قرار دادن لایه‌های متامتریال بیشتر روی ساختار موجود، به‌راحتی
توانستند محیط‌های طیفی دارای اثر مشابه EIT را افزایش دهند.

آلتوگ و همکارانش به این منظور ابتدا بلوک‌های ساختمانی متشکل از غشاهای نیترید
سیلیکون را به‌صورت لایه‌هایی افقی در آورده و سپس فلز مورد نظر خود را روی هر
دوسطح بالایی و زیرین آن رسوب داده و ساختارهایی بهتر با لبه‌های ظریف‌تر به‌دست
آوردند. به گفته این محققان، به‌راحتی و برخلاف ساختارهایEIT معمولی می‌توان با
رسوب‌دهی اضافی فلز و دی الکتریک روی محیط سه لایه‌ای اول، تعداد لایه‌های بیشتری
را به آن افزود و چنین مزیتی یکی از قابلیت‌های بسیار مهم برای انجام آزمایشات
مربوط به کند کردن نور (که مستلزم حجم وسیع و کافی برای جمع کردن کل پالس‌های نوری
هستند) است. ساختار جدید به‌دست آمده به طریق مشابه می‌تواند پالس‌های چندگانه نوری
مربوط به حامل‌های با فرکانس‌های مختلف را کند کند. به‌علاوه زمان‌های افزایش یافته
برهم کنش بین پالس‌ها موجب افزایش پدیده غیرخطی EIT در چنین موادی می‌شود که از آن
می‌توان به‌عنوان ابزاری برای تشخیص برهم‌کنش‌های غیر خطی چند رنگ از قبیل تمامی
تبدیل‌های نوری که در سطوح انرژی بسیار پائین روی می‌دهد استفاده نمود.

در این روش محققان دانشگاه بوستون از لایه‌های چندگانه یک سلول واحد بنیادی استفاده
کردند اما آنها در نظر دارند در ادامه آزمایشات خود، ساختارهای کامپوزیتی و غیر
متقارن بیشتری را مورد بررسی قرار دهند. آنها همچنین امیدوارند بتوانند در آینده
موفق به آنالیز کامل خواص فضایی و نیز پاسخ طیفی این ساختارها شوند. گفتنی است
جزئیات بیشتر این طرح در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.