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首发光子超晶体集成人造材料光源推动超快速Li-Fi通信-leyu乐鱼体育平台

发布日期:2022-08-27 00:12

本文摘要:该图刻画了一种“光子超强晶体”,这对于未来的“Li-Fi”技术发展而言极具前景,它比Wi-Fi和其他射频通信系统更为具备优势。图片来源:TalGalfsky,纽约市而立大学构建两种人造光学材料概念的光源可能会推展超强较慢“Li-Fi”通信。在许多应用于中,Li-Fi空中光网络有可能比Wi-Fi和其他射频系统极具优势。

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该图刻画了一种“光子超强晶体”,这对于未来的“Li-Fi”技术发展而言极具前景,它比Wi-Fi和其他射频通信系统更为具备优势。图片来源:TalGalfsky,纽约市而立大学构建两种人造光学材料概念的光源可能会推展超强较慢“Li-Fi”通信。在许多应用于中,Li-Fi空中光网络有可能比Wi-Fi和其他射频系统极具优势。Li-Fi网络可以以极高的速度运营;他们可以工作在近于长的频率范围;他们需要防止射频系统的阻碍问题,特别是在低安全性拒绝环境,如飞机驾驶舱、核电站;他们不更容易被黑客侵略。

普渡大学电气和计算机工程教授EvgeniiNarimanov说道,虽然Li-Fi网络的范围比较受限,但他们不必须视线相连操作者。他说道,当今的Li-Fi网络无法几乎充分发挥这些创造力,因为它们缺少适合的光源。但是将两个光学材料概念构建到“光子超高温”中的设计可能会空缺这一差距。

Narimanov在2014年首先明确提出了这个概念。本月,他和纽约市而立大学的同事们在美国国家科学院院刊(PNAS)的报告中报导了光子超强晶体,光子发射率和强度大大提高。Narimanov说道,光子超强晶体融合了超强材料和光子晶体的性质,“人造”光学材料一般来说具备不不存在于自然界中的性质。

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超强材料就是指比光的波长大得多的人造结构体产生的,而在光子晶体中,“单位晶胞”的尺寸与该波长非常。虽然这两种类型的复合材料一般来说表明出有十分有所不同的性质,但光子超强晶体将它们全部融合在完全相同的结构内。光子超强晶体是基于称作双曲面超强材料的一种类型,其可以用金属和介电材料的交错层来建构,其中电流仅有能沿着金属层方向前进。

“一般来说,对于光、金属和电介质是显然有所不同的:光可以在电介质中传播,但是从金属光线回去。”Narimanov说道,“但是,双曲面超强材料可以同时在沿着层展现出为金属,垂直层的方向展现出为电介质。对于光线,双曲线介质因此是物质的第三种属性,与一般来说的金属和电介质几乎有所不同。

”在该结构产生的有意思性质中,超强材料容纳大量的光子状态,容许以十分低的速率自发性闪烁。Narimanov说道:“对于光源来说,问题是双曲面超强材料中的这种光线无法射出去。

”转入光子晶体周期性纳米结构,可以操控光干预,以优化光传输。在PNAS论文中明确提出的构建光子超强晶体中,双曲面超强材料由银(金属)和氧化铝(电介质)的交错层构成。研磨成层的六角阵列产生光子晶体。在设计中,红外线是被映射在构成双曲面超强材料的一个层中的量子点(可以闪烁的半导体纳米颗粒)升空的。

其结果是:极高水平的掌控和升空光的强化。作为这篇PNAS论文主要作者的纽约市而立大学研究生TalGalfsky说道:“这些光子超强晶体是在纽约先进设备科学研究中心,用于标准的纳米和微生产技术,如薄膜冷却和探讨离子束铣削来生产的。

”“这些技术可以与现代工业具备可扩展性。”纽约市而立大学物理学教授VinodMenon是本文的第一作者,纽约市而立大学研究生JieGu也为此不作了贡献。PNAS报告的工作指出“彻底谈,设计光子超强晶格的问题早已解决问题了”,Narimanov如是说。

但他警告道,在这些设备商业化之前,必需解决根本性的工程难题。在这些障碍之中,展示装置是通过激光光学抽运的,但是确实商业化的版本则必须电驱动并且包括半导体或有机LED。

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光子超强晶体在成熟期时,也可能会在超快光电子学中占有其他角色。最有期望的研究途径之一,就是在量子信息处置中创建更加有效地的单光子枪,Narimanov建议道。


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