Одно из крупнейших мировых научных издательств Springer выпустило англоязычную книгу ученых отделения электронной инженерии Томского политеха — профессоров Игоря и Олега Мининых. Издание «Фотонный крючок: от оптики до акустики и плазмоники» посвящено ранее открытому ими новому типу искусственно искривленного луча. Ему исследователи и дали название «фотонный крючок».
Фото: экспериментальная визуализация фотонного крючкаДо обнаружения фотонного крючка науке был известен лишь один тип искривленных лучей — пучки Эйри и их производные. Их впервые получили в 2007 году в Университете Флориды. Однако, для их получения используется достаточно трудоемкий метод, сложное и громоздкое оборудование.
В то время, как получить фотонный крючок на масштабах порядка длины волны оказалось несравнимо проще. Для этого необходим лишь источник фотонов, например, лазер, и микроразмерная частица из диэлектрического материала необычной формы — куб с пристыкованной к нему призмой. Проходя через эту частицу, фотонное излучение «искривляется» и принимает форму крючка.
«Поиск принципов создания новых искривленных пучков — это интересная современная область исследований, открывающая широкие перспективы как с фундаментальной точки зрения, так и с практической. В 2015 году наш авторский коллектив теоретически предсказал существование фотонных крючков, а затем с российскими и зарубежными коллегами мы экспериментально подтвердили этот эффект в оптике, терагерцовом диапозоне, в акустике. И совсем недавно мы получили «плоский», двумерный «плазмонный» вариант фотонного крючка. Он меньше трехмерного и обладает новыми свойствами, поэтому его можно рассматривать как наиболее перспективный передатчик сигналов в высокоскоростных оптических микросхемах и для манипуляций наночастицами в наномасштабе, — говорит один из авторов, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин. —
В последнем издании мы собрали всю самую важную информацию о свойствах фотонного крючка. Интересно, что одно из предисловий к книге было написано автором открытия пучков Эйри».
Эффект фотонного крючка в перспективе может использоваться как для увеличения разрешения самых зорких из оптических микроскопов — наноскопов — так и в телекоммуникационных устройствах, в биологических исследованиях. Так, за счет своих физических свойств, крючок может захватывать молекулы и перемещать их, этот эффект может быть полезен, например, для отделения одних молекул от других, для поиска нужных молекул в биологических исследованиях.
Часть исследований ученых была поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований.