کنترل رفتار نوری نانوساختارها با لیزر
پژوهشگران دانشگاه مازندران با مدلسازی پاسخ فوتوحرارتی غیرخطی در نانوساختارهای حاوی مواد تغییر فاز روشی برای کنترل و تنظیم رفتار نوری با استفاده از شدت نور لیزر ارائه کردهاند؛ رویکردی که میتواند به توسعه نسل جدید ابزارهای فوتونیکی فعال مانند حسگرها و فوتوآشکارسازها کمک کند.
به گزارش بنیاد ملی علم ایران، آرزو رشیدی عضو هیئتعلمی دانشگاه مازندران طرح پژوهشی با عنوان مدلسازی پاسخ فوتوحرارتی غیرخطی در نانوساختارهای سریع شامل مواد هوشمند انتقال فاز برای کارکردهای فوتونیکی کوکپذیر را با حمایت بنیاد ملی علم ایران به اجرا درآورده است.
رشیدی در توضیح این طرح گفت: یکی از چالشهای بزرگ در ابزارهای فوتونیکی امکان کنترل پاسخهای نوری آنها به منظور دستیابی به اهداف خاص کاربردی است. این مسئله محققان را به جستجوی مواد مناسب با خواص کوکپذیر سوق میدهد. استفاده از مواد هوشمند تغییر فاز، بهدلیل برخورداری از چندین حالت ساختاری برگشتپذیر گزینهای مناسب برای دستیابی به این اهداف فراهم میآورد.
او خاطرنشان کرد: از معروفترین مواد تغییر فاز میتوان به آلیاژهای کالکوژنید اشاره کرد که در دمای بحرانی حدود ۴۱۰ کلوین گذار فاز آمورف به بلوری را تجربه میکنند. تلاشهای زیادی تحت عنوان کنترلپذیری از طریق تغییر پارامترهای فیزیکی مانند تغییر ضخامت و نوع مواد مورد استفاده در ساختارها انجام شده است؛ اما این رویکردها نمیتوانند به عنوان روشی برای کوکپذیری محسوب شوند، زیرا زمانی که یکی از پارامترهای فیزیکی تغییر مییابد ساختار جدیدی بهدست میآید که نیاز به ساخت مجدد دارد و این امر بهصرفه نیست.
رشیدی ادامه داد: این طرح دارای یک روش تئوری برای بهینهسازی و یافتن ساختاری مناسب برای کارکرد مطلوب در یک مورد خاص است. در حالت عملی وقتی چنین ساختاری ساخته میشود امکان اعمال تغییرات در آن وجود ندارد مگر اینکه ساختاری جدید ایجاد شود. از این رو یکی از عوامل مهمی که باید مورد توجه قرار گیرد استفاده از مواد فعال در ساختارها با خواص کنترلپذیر است.
وی اضافه کرد: شناخت چگونگی پاسخ این نوع مواد به نور تابشی میتواند دیدگاه عمیقتری از کاربردهای آنها در ابزارهای نوری فعال مانند حسگرها، جاذبها و فوتوآشکارسازها ارائه دهد. در این طرح مواد فعال ما شامل مواد تغییر فاز هستند که به دلیل تغییر پیکربندی القا شده توسط نور لیزر گزینه بسیار مناسبی برای تغییر خواص نوری ساختار فراهم میکنند.
رشیدی با اشاره به اهداف این طرح گفت: هدف اصلی ما بررسی عمیق پاسخهای نوری مواد تغییر فاز در نانوساختارهای متشکل از این مواد و کنترل خواص نوری از طریق شدت نور لیزر است. همچنین میدانیم که نور شدید لیزر میتواند با برانگیختن غیرخطی مرتبه سوم بهویژه در مواد با ضرایب غیرخطی بالاتر باعث تغییر خواص نوری شود.
او در پایان اظهار داشت: ما در تلاش هستیم با استفاده از شدت نور لیزر نهتنها از مزایای تغییر فاز برای تغییر پویای رفتار اپتیکی ساختار بهرهبرداری کنیم بلکه با تحریک اثر غیرخطی کر نیز رفتار اپتیکی را در راستای طراحی ابزارهای فوتونیکی فعال هدایت کنیم.
انتهای پیام/
