About / Advertise
Absorption av tre fotoner vid en fiberoptisk våglängd som sedan släpps ut som synligt ljus har demonstrerats av ett forskarlag vid University at Buffalo i USA. Kommunikationstillämpningarna är uppenbara, men tekniken kan även utnyttjas inom minnesteknik och medicinsk bildgivning, menar forskarna.
Det fenomen som Buffaloforskarna observerat för första gången innebär att tre lågenergifotoner absorberas samtidigt och når ett högre energitillstånd - stimulerad emission av direkt trefotonexcitation med andra ord.Forskarlaget, vid universitetets institution för laser, fotonik och biofotonik, har skapat ett organiskt material som kan absorbera tre fotoner i det infraröda området och sedan släppa ut synligt ljus. De har medvetet konstruerat materialet för trefotonabsorption vid 1,3 μm, en frekvens som utnyttjas för fiberoptisk kommunikation.
Material som absorberar två fotoner är kända sedan länge. Men dessa absorberar vid runt 800 nm, en våglängd som är oanvändbar för kommunikationstillämpningar.
- Vi utvecklade materialet med hjälp av våra teorier och vår intuition. Vi har ännu inte nått det stadium där vi kan förutspå ett materials optiska egenskaper med hjälp av datorsimulering, men vi har nu utvecklat vägledande principer, förklarar Paras Prasad som ingår i forskargruppen.
Enligt dessa principer arbetar gruppen med att även ta fram ett material som omvandlar infrarött ljus vid 1,55 μm, en annan fiberoptisk nyckelvåglängd, till synligt rött ljus.
Fler våglängder
Det nuvarande materialet omvandlar ljuset från infraröda 1,3 μm till det gul-gröna området av synligt ljus. Forskarna är dock övertygade om att material kan utvecklas som omvandlar infrarött ljus till en rad andra synliga ljusvåglängder och även ultraviolett ljus, vilket skulle öppna för möjliga litografiska tilllämpningar.
Enligt Paras Prasad är omvandlingsprocessen mycket effektiv. Den skulle därmed kunna bilda basen för en så kallad uppomvandlingsteknik, som innebär att en laser utsänder ljus i ett högre energitillstånd än de fotoner som pumpar den.
Omvandlingen av ljus från infraröda våglängder till synliga våglängder har även potentiella minnestillämpningar, menar forskarna. Detta eftersom kortare ljusvåglängder helt enkelt tillåter tätare informationslagring.
Andra tillämpningar finns exempelvis inom medicinsk bildgivning. Infraröda våglängder kan penetrera betydligt djupare in i levande vävnad än synliga ljusvåglängder, vilket erbjuder möjligheten att bygga bättre bilder av inre organ.
Gittan Cedervall
