Нано-фонарик открывает новые возможности применения света

В работе, которая когда-нибудь может превратить мобильные телефоны в датчики, способные обнаруживать вирусы и другие крошечные объекты, исследователи Массачусетского технологического института построили на чипе мощный нанофонарик.

Их подход к разработке крошечного светового луча на чипе также может быть использован для создания множества других нанофонариков с различными характеристиками луча для различных приложений. Сравните широкий прожектор с лучом света, сфокусированным в одной точке.

В течение многих десятилетий ученые использовали свет для идентификации материала, наблюдая, как этот свет взаимодействует с материалом. Они делают это, по существу направляя луч света на материал, а затем анализируя этот свет после того, как он проходит через материал. Поскольку все материалы взаимодействуют со светом по-разному, анализ света, проходящего через материал, дает своего рода «отпечаток пальца» для этого материала. Представьте, что вы делаете это для нескольких цветов — нескольких длин волн света — и фиксируете взаимодействие света с материалом для каждого цвета. Это привело бы к еще более подробному отпечатку пальца.

Большинство инструментов для этого, известных как спектрометры, относительно велики. Уменьшение их размеров имело бы ряд преимуществ. Например, они могут быть портативными и иметь дополнительные приложения (представьте себе футуристический сотовый телефон с автономным датчиком для определенного газа). Однако, несмотря на то, что исследователи добились больших успехов в миниатюризации датчика для обнаружения и анализа света, прошедшего через данный материал, миниатюрный световой луч соответствующей формы — или фонарик — остается проблемой. Сегодня этот световой луч чаще всего обеспечивается макромасштабным оборудованием, таким как лазерная система, которая не встроена в сам чип, как датчики.