Управляемый фотонный кристалл создали сибирские ученые

Красноярск. 17 ноября. ИНТЕРФАКС - Ученые Красноярского научного центра СО РАН создали фотонный кристалл, который может работать как универсальный оптический фильтр, сообщает пресс-служба центра.

"Его ключевая особенность - способность обратимо менять свои свойства: при заполнении пор жидкостями он превращается из широкополосного фильтра в узкополосный, а после испарения жидкости - возвращается в исходное состояние. Цикл можно повторять неоднократно", - говорится в сообщении.

Фотонные кристаллы - это искусственные материалы с особыми свойствами, которые позволяют избирательно управлять светом: пропускать или отражать волны строго определенной длины.

Ученые Красноярского научного центра СО РАН изготовили одномерный фотонный кристалл на основе пористого оксида алюминия, который может легко менять свои области отражения.

"Его уникальность в особой пористой внутренней структуре и одновременно в переменном периоде. Изготовленный образец состоит из множества чередующихся слоев с разной пористостью, которые по-разному преломляют свет. При этом период структуры вдоль пор также линейно меняется", - уточняется в сообщении.

Такая архитектура позволила добиться рекордного расширения области отражения кристалла также называемой фотонной запрещенной зоной с типичных 50 нм до 170 нм. Благодаря этому кристалл работает как широкополосный оптический фильтр, эффективно блокирующий большой диапазон световых волн.

Поры в материале похожи на цилиндры, что позволяет легко их заполнить. Оптические свойства кристалла меняются в зависимости от того, что внутри. Например, их можно заполнить различными жидкостями - водой, спиртом или ацетоном. Жидкость изменяет показатель преломления материала. В результате запрещённая зона, не просто смещается, но и расщепляется на несколько узких полос. Это превращает кристалл в узкополосный фильтр, способных избирательно блокировать несколько узких диапазонов длин волн.

Таким образом, заполняя поры разными жидкостями, ученые научились менять оптические свойства кристалла. Более того, их можно тонко настраивать, меняя угол падения света, что вызывает дополнительный сдвиг запрещённой зоны.

Эта способность к перестройке открывает широкие перспективы для создания оптических сенсоров и адаптивных фильтров.