Nanofotoniska komponenter

Under de senaste årtiondena har utvecklingen av integrationstätheten (komponenter per yta) hos fotoniska integrerade kretsar överträffat Moores lag. En fortsatt utveckling in i det verkliga nanokomponentområdet måste bygga på en kombination av utveckling av strukturer och materialutveckling. Nanofotonik är en teknik där flödet av elektromagnetisk strålning vid optiska frekvenser är styrd, eller där det finns funktionsskapande delar, på en skala som är mindre än ljusets vakuumvåglängd. Forskning på nanofotoniska komponenter kommer således vara avgörande för att uppnå den ovan nämnda höga fotoniska integrationsdensiteten.

Forskningsområdena för nanofotoniska komponenter inom vårt Linnécentrum inkluderar t.ex. subvåglängdsstrukturer och komponenter, metamaterialbaserade nanofotoniska komponenter och nanofabrikationsteknik och karakterisering för komponenter.

Styrning av ljus på subvåglängdsskala är avgörande för att kunna erhålla en hög fotonisk integrationstäthet. Våra tillvägagångssätt för att erhålla subvåglängdskomponenter inkluderar användning av plasmonbaserade (metalliska) strukturer, kvantprickar och hybridiserade kiselnanostrukturer med III-V baserade kvantprickar eller andra optiskt aktiva och ställbara material.

Vårt huvudsakliga mål med att utveckla optiska metamaterial (t.ex. fotoniska kristaller och material med negativt brytningsindex) är att skapa nya typer av nanofotoniska komponenter med speciella funktionaliteter som inte kan erhållas med normalt förekommande material. Genom att använda fotoniska kristaller kan man t.ex. erhålla resonatorer med högt Q-värde, ultrakompakta optiska filter, höghastighetsomkopplare, biosensorer, fördröjningsledningar baserade på fenomenet med långsamt ljus, etc. Vad det gäller material med negativt brytningsindex kommer vi att designa och framställa nya komponenter såsom linser med subvåglängdsupplösning, öppna kaviteter och till och med osynlighetshöljen (sådan som Harry Potter har).

Nanofotonik och nanooptiska komponenter bygger till stor del på avancerade fabrikations- och karakteriseringsinstrument. För att vara konkurrenskraftig måste dessa verktyg vidareutvecklas och förbättras. På fabrikationssidan innefattas elektronstrålelitografi, nanoavtryckslitografi, fokuserad jonstrålebearbetning och andra nanofabrikationstekniker. Målet är att öka precisionen för dessa instrument ner till några nanometer. På karakteriseringssidan är relevanta tekniker som kommer att användas högupplöst mikroskopi (t.ex. scannande närfältsoptisk mikroskopi), effektiva optiska karakteriseringsuppställningar, femtosekunds pump undersöknings faciliteter, etc.

Bild osynlighetsmantel
Schematisk figur som illustrerar hur en osynlighetsmantel fungerar. (a) En ljuskälla i det öppna rummet. (b) En ljuskälla med en osynlighetsmantel i närheten. De ljusgula linjerna är ljusstrålar. Utanför manteln är strålarna densamma som i (a) och alltså är manteln osynlig och katten gömd.

Se även:

Innehållsansvarig:Max Yan
Tillhör: Skolan för teknikvetenskap (SCI)
Senast ändrad: 2012-10-24