Optyczna antena wzmacniająca sygnały

Optyczne anteny mogę wzmacniać sygnały miliony razy wykorzystując lasery do indukowania zjawiska tunelowego w sub-nanometrowych dziurach między metalowymi elektrodami - twierdzą badacze z Rice University w Houston, USA.

- Antena jest metalową konstrukcją reagującą z promieniowaniem, co prowadzi do wytworzenia napięcia oscylacyjnego - mówi profesor Doug Natelson. W tej konkretnej sytuacji fale elektromagnetyczne są światłem (długość fali użyta w eksperymencie λ=785nm). Fale te powodują to, że elektrony w małych metalowych elektrodach "rozlewają się" wokół, tworząc potencjał o zmiennej wartości w nanodziurkach. Sprawia to, że antena jest rozwiązaniem dedykowanym raczej światłu niż falom radiowym.

Sensory są w stanie wyczuć nawet pojedyncze molekuły poprzez zbieranie promieniowania z sub-nanometrowych dziur pomiędzy elektrodami. Intensywność tego promieniowania jest setki tysięcy a nawet miliony razy wyższa niż jest to notowane w przypadku światła lasera.

Blisko umiejscowione metalowe elektrody mogą funkcjonować jako optyczne anteny, ponieważ ich elektrony łatwo mogą zostać wzbudzone laserem. Zanikające pole elektromagnetyczne tych elektronów jest setki tysięcy razy silniejsze niż to, które występuje przy regularnych drganiach elektronów w świetle. Niestety pola te są bardzo trudne do mierzenia i charakteryzowania.

Prof. Natelson i dr Dan Ward zaproponowali skuteczną metodę pomiarów przez schłodzenie elektrod do 80 stopni Kelvina i równoczesne pomiary prądu elektrycznego o niskiej częstotliwości oraz wysokiej częstotliwości optycznie przewodzonych ładunków. Pozwoliło to na określenie czynnika wzmocnienia napięcia.

eetimes.com