4 mrt. 2013
2 minuten
Onderzoekers aan de Vrije Universiteit Brussel hebben een methode bedacht om de nanokracht van licht op materie te versterken. Tegenwoordig kan men hele kleine dingen, zoals moleculen, verplaatsen door licht. Maar tot nu toe blijft deze nanokracht van licht beperkt. Door het werk aan de VUB wordt deze kracht echter tot 200 maal vergroot.
In de toekomst kan mogelijk hierdoor bijvoorbeeld het touchscreen van een smartphone sterk worden verbeterd, artificiële spieren veel preciezer werken, of micromotoren door licht worden aangestuurd.
Als licht op een voorwerp invalt, oefent het er een kleine kracht op uit. Deze optische kracht is te klein om invloed te hebben in alledaagse situaties, maar op nanoschaal speelt hij wel een rol. Optische krachten worden bijvoorbeeld benut om moleculen en bacteriën te vangen en te verplaatsen met behulp van een optisch pincet of om verplaatsingen in nanosystemen (bijvoorbeeld tussen twee optische golfgeleiders) te genereren. Jammer genoeg verminderen deze optische krachten aanzienlijk wanneer de afstand tussen de golfgeleiders stijgt, waardoor ze te klein worden om grotere optische componenten te manipuleren.
Transformatieoptica
FWO-aspirant Vincent Ginis en prof. Irina Veretennicoff van de Vrije Universiteit Brussel bedachten samen met coauteurs dr. Philippe Tassin en prof. Costas Soukoulis (Iowa State University, VS) een nieuwe methode om optische krachten drastisch te versterken. De techniek maakt gebruik van een van de nieuwste inzichten van het elektromagnetisme, de transformatieoptica, door voor licht de illusie te creëren dat de golfgeleiders op een kleinere afstand van elkaar staan. Dit kan bereikt worden met behulp van zogenaamde metamaterialen (kunstmatige materialen) opgebouwd uit dunne metaallagen. Deze materialen kunnen licht manipuleren op een manier die niet mogelijk is met conventionele materialen.
Dit analytische en numerieke werk betekent een belangrijke stap in de manipulatie van optische componenten met behulp van optische krachten. Materie in beweging brengen door middel van licht kent toepassingen in de fotonica (bijvoorbeeld human-interface devices), in de optomechanica (bijvoorbeeld voor artificiële spieren en nano/micromachines) en in informatieverwerkende systemen.
Het vooraanstaande wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters publiceert de bevindingen.
V. Ginis, P. Tassin, C. M. Soukoulis, I. Veretennicoff, "Enhancing Optical Gradient Forces with Metamaterials", Physical Review Letters 110, 057401 (2013) ** Editor’s suggestion ** Synopsis: Boosting the Force of Light
Anderen lazen ook
