EO

Kijken naar verboden licht

27 januari 2020 om 13:48 uur

Een kristal met een ‘3D photonic band gap’ is een krachtige manier om licht te besturen en manipuleren. Binnenin zo’n kristal is het voor een aantal golflengten van licht ‘verboden terrein’. Tot nu toe is dit verboden gebied vooral vastgesteld met – geïdealiseerde - theoretische modellen. Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben nu een volledig experimentele methode ontwikkeld om de ‘band gap’ te bepalen.


Zij publiceren hun methode in Optics Express.


Fotonische kristallen hebben ongekende mogelijkheden om licht te manipuleren, gebruikmakend van silicium. Dat materiaal zelf is echter minder geschikt om licht te beïnvloeden, omdat het transparant is voor licht in de kleuren die in de telecommunicatie worden gebruikt. Een fotonisch kristal krijgt bij de fabricage daarom een inwendige structuur die bepaalde lichtkleuren tegenhoudt. Hierdoor zijn de werelden van elektronica en fotonica te koppelen.

 

1400 - 1750 nm

Een kristal krijgt de juiste handtekening dankzij een patroon van poriën die perfect periodiek zijn en de breking van licht beïnvloeden. Toch weten we als het kristal is gefabriceerd nog niet wat het precieze resultaat is. Leiden de afmetingen van de poriën tot het gewenste resultaat of heeft het fabricageproces geleid tot kleine afwijkingen? Het is onmogelijk om dit allemaal in modellen en simulaties te vangen.

 

In alle hoeken en gaten

Manashee Adhikary en haar collega's kiezen daarom voor een experimentele benadering om het kristal te karakteriseren. Dit levert feedback op om het ontwerp en de fabricage te optimaliseren. Ze hebben fotonische kristallen gefabriceerd met een poriënstructuur die leidt tot een bandgap die typisch in het telecomgebied valt. Die structuur heet ook wel ‘inverse woodpile', het zijn diepe poriën alsof het gestapelde holle boomstammen zijn. Door licht op het kristal te schijnen, van een grote bandbreedte en veel invalshoeken, zien de onderzoekers het licht in het verboden gebied reflecteren. Zo is het verboden gebied exact vast te leggen. Ze doen dit voor twee polarisatierichtingen van het invallend licht, loodrecht op elkaar. De richting zou namelijk niet mogen uitmaken voor de breedte van de gap, en de experimenten bevestigen dat. Een kristal van hoge kwaliteit zou meer dan 90 procent moeten reflecteren in de verboden band. Ook dit bevestigen de experimenten.


De nieuwe ‘probe' techniek maakt het mogelijk om de kwaliteit van een fotonisch kristal snel te testen, zodat de fabricagetechniek zo nodig is bij te stellen. De kristallen zijn dan nog beter op maat te maken voor nieuwe toepassingen in bijvoorbeeld opto-elektronica en kwantumfotonica.

 

Gerelateerd nieuws

Wetenschappers bevestigen eindelijk een 50-jarige theorie in de mechanica

Wetenschappers bevestigen eindelijk een 50-jarige theorie in de mechanica

Een experiment door EPFL-onderzoekers heeft een theorie bevestigd die al meer dan een halve eeuw in de mechanica wordt gebruikt - ondanks dat hij nooit volledig is gevalideerd. Het team wil de narrow groove theory nu op…

Razendsnel piepkleine 3D-printjes maken

Een piepklein 3D-printje in 30 seconden

Aan de EPFL is een methode ontwikkeld voor het 3D-printen van kleine, zachte objecten. Het proces kost nog geen 30 seconden.

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Venus is een vijandige omgeving voor zowat alles. Inclusief sondes. En hoewel Nasa denkt dat het Venus-resistente elektronica heeft, betekent dit nog niet dat toekomstige rovers klaar zijn om het helse oppervlak van de…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

10 maart 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

Meer agendapunten »