Ученые Института физики им. Л. В. Киренского федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Сибирского федерального университета экспериментальной продемонстрировали новый способ формирования фотонного кристалла с улучшенными спектральными характеристиками, что поможет существенно удешевить многие оптические устройства.
На основе фотонных кристаллов создаются многослойные диэлектрические зеркала и интерференционные фильтры, которые используют в оптических и спектральных приборах, измерительной и диагностирующей аппаратуре, лазерной, проекционной и осветительной технике. Такие кристаллы формируют путем многократного чередования двух типов слоев, отличающихся показателями преломления, причем значения показателей преломления и толщины чередующихся слоев подбирают так, чтобы кристалл не пропускал свет в определенном диапазоне длин волн – таким образом появляется «фотонная запрещенная зона».
Красноярские ученые разработали собственный метод «суперпозиции модуляции» – в качестве исходного материала для кристалла ученые используют поликристаллический кремний и методом электрохимического травления придают ему пористость, варьируя ее от одного слоя к другому. Полученный таким образом кристалл содержит несколько независимых фотонных запрещенных зон (две таких зоны видно на графике ниже), а значит – более широкие возможности для спектральной фильтрации света.
«Предложенный нашей группой способ позволяет заменить комбинацию нескольких фильтров всего одним элементом. В результате снижаются потери света на оптических элементах. Устройство становится легче, компактнее и дешевле. Это обеспечивает широкие возможности интегрирования элементов в существующие устройства, в том числе в различные гаджеты и смартфоны, рынок которых постоянно растет, а функционал расширяется», — рассказал заместитель директора Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН Андрей Вьюнышев.
Работа поддержана совместным грантом Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности. Результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Optics Letters (OSA)
Фото: ФИЦ КНЦ СО РАН.
