Луч света может в буквальном смысле заставить маленькие устройства двигаться.Солнечная энергия великолепна в плане преобразования энергии света в электричество. Но что Вы скажете о непосредственном использовании энергии света? В конце концов, отдельные фотонные пакеты энергии света прилагают силу сами, хотя и в довольно маленьком масштабе.
В своем новом исследовании команда исследователей Иейльского и Вашингтонского университетов сообщают, что луч света проходящий через крошечный механический объект, оказывается на него микро-вибрацию.
Механизмы приведенные в действие светом могли бы сформировать основу для таких наномерных компонент как свичей и роутеров, не подключенных к сети, если можно так выразиться. "Мы можем использовать силу света, чтобы заменить электростатическую силу", говорит Хонг Танг ассистент профессора Иейлской школы Техники и прикладной науки и соавтор научной работы опубликованной в журнале Nature. "Нет необходимости подавать напряжение, просто дайте свету попасть на устройство".
Экспериментальная установка группы ограничивает свет лазера во встроенной в силиконовую микросхему световод. Световод направляет свет через узкое звено длиной 10 микрон и толщиной всего 110 нанометров, которое слегка резонирует, даже когда через него проходит свет. (Микрон это одна милионная метра, а нанометр это одна миллиардная метра.) "Это маленький мостик, наномеханический резонатор" - говорит Танг. "Это самый простой резонатор, который Вы только сможете найти".
Другие методы, в которых пытались обуздать силу света, в основном использовали так называемую силу давления излучения. Своего рода прямое попадание, которое происходит когда фотоны ударяют по объекту. Но команда Танга сумела переместить свой резонатор в поперечном направлении или крест-накрест на пути света используя эффект вызывающий силы оптического смещения (optical gradient forces). Другими словами, горизонтальный поток света проходящий сквозь резонатор побуждает его вибрировать вверх и вниз.
Эти вибрации настолько малы, что Танг и его коллеги использовали второй лазер, чтобы заметить движение. "Когда мы говорим о наномашинах, мы не можем думать о них как о наномашинах, которые двигаются как-будто перемещается Ваша рука или какие-нибудь инструменты - это неправильное представление" говорит Танг. "Они малы и движение тоже должно быть очень маленьким".
Танг назвает эту демонстрацию доказательством принципа, добавляя, что его группа будет искать способ повысить частоту вибраций более чем в 100 раз. В этом исследовании частота была порядка 10 мегагерц или миллиона циклов в секунду. Танг хотел бы увеличить скорость вибрации прибора выше одного гигарерца - миллиарда циклов в секунду.
Некоторые обозреватели видят светлое будущее за этим вызванным светом движение. "Благодаря это работе 'подросло' оптический улавливание", говорит Наоми Халас профессор электро и компьтерной техники и химии университета Райс. "Оптическое улавливание было очень важно в предоставлении возможностей для новых исследовательских методов в атомной- и биофизике, но этой работе оно реализовано в силиконовом чипе. И сейчас ясно, что это докажет ценность данного метода во многих технологических устройствах"
Читайте также:
Астронавт забыл инструменты на орбите
Комментариев нет:
Отправить комментарий