Физикам удалось поймать радугу в ловушку

Американские ученые предложили дизайн одномерного оптического волновода, способного сформировать структуру, воспроизводящую радугу. Теоретические аспекты своего исследования авторы опубликовали в препринте, доступном на сайте arXiv.org.

Ученые использовали обратный (отрицательный) эффект Гуса-Хенхена. Явление основано на том, что при полном внутреннем отражении пучка света от плоской поверхности точка его отражения смещается по сравнению с точкой падения. В большинстве материалов наблюдается прямой эффект, когда сдвиг луча происходит в направлении распространения луча.

Однако возможен и отрицательный эффект, в котором смещение пучка происходит в противоположную сторону. Он наблюдается, в частности, в некотором классе метаматериалов. В таких искусcтвенных объектах создаются специальные периодические структуры, позволяющие получать материал с необычными оптическими свойствами.

В подходе американских ученых не используются метаматериалы. В нем в качестве ловушки для света применяется плоская плита из кремнезема с нанесенными на нее штрихами, образующими решетку.

Эту плиту ученые расположили под углом к диэлектрику из диоксида кремния, так что пространство между ним и плитой образует сужающийся волновод. Луч белого света, падая на такую решетку, при отражении распадается на множество других, таким образом и формируя радугу. Основной параметр, регулирующий процесс, связан с геометрией решетки.

По словам ученых, им впервые удалось получить радугу в ловушках такого типа. Возможной областью применения таких устройств могут быть компьютеры, использующие оптические носители информации.