ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش بەلبېغى ، دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئوپتىكىلىق رېزوناتور

ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش بەلبېغى ، دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئوپتىكىلىق رېزوناتور
ئوپتىكىلىق رېزوناتور چەكلىك دائىرىدە نۇر دولقۇنىنىڭ ئالاھىدە دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى يەرلىكلەشتۈرەلەيدۇ ، ھەمدە نۇر ماددىسىنىڭ ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىشىدە مۇھىم قوللىنىشچان پروگراممىلار بار ،ئوپتىكىلىق ئالاقە، ئوپتىكىلىق سېزىش ۋە ئوپتىكىلىق بىرىكتۈرۈش. رېزوناتورنىڭ چوڭ-كىچىكلىكى ئاساسلىقى ماتېرىيال ئالاھىدىلىكى ۋە مەشغۇلات دولقۇنىنىڭ ئۇزۇنلۇقىغا باغلىق ، مەسىلەن ، يېقىن ئىنفىرا قىزىل نۇر بەلبېغىدا ئىشلەيدىغان كرېمنىي رېزوناتور ئادەتتە نەچچە يۈز نانومېتىر ۋە ئۇنىڭدىن يۇقىرى ئوپتىكىلىق قۇرۇلمىلارنى تەلەپ قىلىدۇ. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ، ئۇلترا بىنەپشە نۇرلۇق ئوپتىكىلىق رېزوناتورلار قۇرۇلما رەڭ ، گولوگرافىك تەسۋىر ھاسىل قىلىش ، نۇر مەيدانىنى تەڭشەش ۋە ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىدە قوللىنىلىشى مۇمكىنلىكى سەۋەبىدىن كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى. پىلانلىق رېزوناتورنىڭ قېلىنلىقىنى قانداق تۆۋەنلىتىش تەتقىقاتچىلار دۇچ كەلگەن قىيىن مەسىلىلەرنىڭ بىرى.
ئەنئەنىۋى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللىرىغا ئوخشىمايدىغىنى ، 3D توپولوگىيەلىك ئىزولياتور (مەسىلەن بىسمۇت تېلورىد ، ئانتىتېلاغا قارشى تۇرغۇچى ، بىسمۇت سېلېند قاتارلىقلار) يەر شەكلى قوغدىلىدىغان مېتال يۈزى ۋە ئىزولياتور ھالىتى بار يېڭى ئۇچۇر ماتېرىياللىرى. يەر يۈزى ۋاقىت ئۆزگىرىشىنىڭ سىممېترىكلىكى تەرىپىدىن قوغدىلىدۇ ، ئۇنىڭ ئېلېكترونلىرى ماگنىتسىز بۇلغانمىلار تەرىپىدىن چېچىلىپ كەتمەيدۇ ، بۇ تۆۋەن قۇۋۋەتلىك كىۋانت ھېسابلاش ۋە تېز سۈرئەتلىك ئۈسكۈنىلەردە مۇھىم قوللىنىش ئىستىقبالىغا ئىگە. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، توپولوگىيەلىك ئىزولياتور ماتېرىياللىرىمۇ ئەلا ئوپتىكىلىق خۇسۇسىيەتنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، مەسىلەن يۇقىرى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى ، چوڭ سىزىقسىزئوپتىكىلىقكوئېففىتسېنت ، كەڭ خىزمەت سپېكترى دائىرىسى ، ماسلىشىشچانلىقى ، ئاسان بىرىكىشى قاتارلىقلار نۇرنى تەڭشەشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن يېڭى سۇپا بىلەن تەمىنلەيدۇ ۋەئوپتىك ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى.
جۇڭگودىكى بىر تەتقىقات گۇرۇپپىسى چوڭ رايوندا ئۆسۈۋاتقان بىسمۇت تېلورىد توپولوگىيەلىك ئىزولياتور نانو فىلملىرىنى ئىشلىتىپ ، دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئوپتىكىلىق رېزوناتور ياساش ئۇسۇلىنى ئوتتۇرىغا قويدى. ئوپتىكىلىق كاۋاك ئىنفىرا قىزىل نۇر بەلبېغىدا روشەن رېزونانس سۈمۈرۈش ئالاھىدىلىكىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. Bismuth telluride ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش بەلبېغىدا ئىنتايىن يۇقىرى بولغان سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى 6 دىن يۇقىرى (كرېمنىي ، گېرمان قاتارلىق ئەنئەنىۋى يۇقىرى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى ماتېرىياللىرىنىڭ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىدىن يۇقىرى) ، شۇڭا ئوپتىكىلىق بوشلۇقنىڭ قېلىنلىقى رېزونانسنىڭ 20 گە يېتىدۇ. دولقۇن ئۇزۇنلۇقى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، ئوپتىكىلىق رېزوناتور بىر ئۆلچەملىك فوتون كرىستالغا قويۇلغان بولۇپ ، ئوپتىكىلىق ئالاقە بەلبېغىدا رومان ئېلېكتر ماگنىت كەلتۈرۈپ چىقارغان سۈزۈكلۈك ئۈنۈمى كۆرۈلىدۇ ، بۇ رېزوناتورنىڭ تام پلازمىسى بىلەن تۇتاشتۇرۇلۇشى ۋە بۇزغۇنچىلىققا ئارىلىشىشىدىن بولغان. . بۇ ئۈنۈمنىڭ سپېكترا ئىنكاسى ئوپتىكىلىق رېزوناتورنىڭ قېلىنلىقىغا باغلىق بولۇپ ، مۇھىتنىڭ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىنىڭ ئۆزگىرىشىدە پۇختا. بۇ ئەسەر ئۇلترا بىنەپشە نۇرلۇق ئوپتىكىلىق كاۋاك ، توپولوگىيەلىك ئىزولياتور ماتېرىيال سپېكترىنى تەڭشەش ۋە ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇشنىڭ يېڭى يولىنى ئاچتى.
FIG دا كۆرسىتىلگەندەك. 1a ۋە 1b ، ئوپتىكىلىق رېزوناتور ئاساسلىقى بىسمۇت تېلۇرىد توپولوگىيەلىك ئىزولياتور ۋە كۈمۈش نانوفىلمدىن تەركىب تاپقان. ماگنىتلىق پۈركۈش ئارقىلىق تەييارلانغان بىسمۇت تۇلۇرىد نانوفىلىمنىڭ كۆلىمى كەڭ ، تەكشىلىكى بار. بىسمۇت تېللۇرىد ۋە كۈمۈش پىلاستىنكىلارنىڭ قېلىنلىقى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 42 nm ۋە 30 nm بولغاندا ، ئوپتىكىلىق كاۋاك 1100 ~ 1800 nm لىك بەلۋاغتا كۈچلۈك رېزونانس سۈمۈرۈلۈشنى كۆرسىتىدۇ (1c رەسىم). تەتقىقاتچىلار بۇ ئوپتىكىلىق بوشلۇقنى Ta2O5 (182 nm) ۋە SiO2 (260 nm) قەۋىتىنىڭ ئالمىشىپ تۇرىدىغان توپىدىن ياسالغان فوتون كىرىستالغا بىرلەشتۈرگەندە ، ئەسلىدىكى رېزونانس سۈمۈرۈلۈش چوققىسىنىڭ يېنىدا ئالاھىدە سۈمۈرۈلۈش جىلغىسى (1f رەسىم) پەيدا بولدى. 1550 nm) ، بۇ ئاتوم سىستېمىسى ئىشلەپچىقارغان ئېلېكتر ماگنىت كەلتۈرۈپ چىقارغان سۈزۈكلۈك رولىغا ئوخشايدۇ.

Bismuth telluride ماتېرىيالى ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپ ۋە ئېللىپسومېتىرىيە بىلەن ئىپادىلەنگەن. FIG. 2a-2c ئېلېكترونلۇق مىكروگرافىك (يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى رەسىملەر) ۋە بىسمۇت تېلۇرىد نانوفىلىمنىڭ تاللانغان ئېلېكترون دىففراكسىيە ئەندىزىسىنى كۆرسىتىدۇ. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، تەييارلانغان بىسمۇت تېلۇرىد نانوفىلملىرى كۆپ كرىستال ماتېرىيال بولۇپ ، ئاساسلىق ئۆسۈش يۆنىلىشى (015) خرۇستال ئايروپىلان. 2d-2f رەسىمدە ئېللىپسومېتىر ۋە ماسلاشتۇرۇلغان يەر يۈزى ھالىتى ۋە دۆلەت مۇرەككەپ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى بىلەن ئۆلچەنگەن بىسمۇت تېلورىدنىڭ مۇرەككەپ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى كۆرسىتىلدى. نەتىجىدە كۆرسىتىلىشىچە ، يەر يۈزىنىڭ يوقىلىش كوئېففىتسېنتى 230 ~ 1930 nm ئارىلىقىدىكى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىدىن چوڭ بولۇپ ، مېتالغا ئوخشاش ئالاھىدىلىكلەرنى كۆرسىتىپ بەرگەن. دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1385 nm دىن ئېشىپ كەتكەندە بەدەننىڭ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى 6 دىن ئېشىپ كېتىدۇ ، بۇ ئۇلترا تەييارلاشقا ئاساس سالىدىغان بۇ بەلۋاغتىكى كرېمنىي ، گېرمان ۋە باشقا ئەنئەنىۋى يۇقىرى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچى ماتېرىياللىرىدىن كۆپ يۇقىرى. ئوپتىكىلىق رېزوناتور. تەتقىقاتچىلار مۇنداق دەپ كۆرسەتتى: بۇ ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش بەلبېغىدىكى قېلىنلىقى ئاران ئون نەچچە نانومېتىر كېلىدىغان توپولوگىيەلىك ئىزولياتور پىلانىت ئوپتىكىلىق بوشلۇقنىڭ تۇنجى دوكلات قىلىنغانلىقى. ئۇنىڭدىن كېيىن ، دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئوپتىكىلىق بوشلۇقنىڭ سۈمۈرۈلۈش سپېكترى ۋە رېزونانس دولقۇن ئۇزۇنلۇقى بىسمۇت تېلۇرىدنىڭ قېلىنلىقى بىلەن ئۆلچەنگەن. ئاخىرىدا ، بىسمۇت تېلۇرىد نانو كاۋىپى / فوتون كىرىستال قۇرۇلمىسىدىكى ئېلېكتر ماگنىت كەلتۈرۈپ چىقارغان سۈزۈك سپېكترىغا كۈمۈش پىلىم قېلىنلىقىنىڭ تەسىرى تەكشۈرۈلدى.

بىسمۇت تېلورود توپولوگىيەلىك ئىزولياتورنىڭ چوڭ رايون تەكشى نېپىز پەردىلىرىنى تەييارلاش ۋە ئىنفىرا قىزىل نۇر بەلبېغىدىكى بىسمۇت تېلورد ماتېرىياللىرىنىڭ دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىدىن پايدىلىنىپ ، قېلىنلىقى پەقەت ئون نەچچە نانومېتىر كېلىدىغان تەكشى ئوپتىكىلىق بوشلۇققا ئېرىشىدۇ. دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ئوپتىكىلىق كاۋاك يېقىن ئىنفىرا قىزىل نۇر بەلبېغىدا ئۈنۈملۈك رېزونانس نۇرنىڭ سۈمۈرۈلۈشىنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ ، ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش بەلبېغىدىكى ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشتا مۇھىم قوللىنىش قىممىتىگە ئىگە. بىسمۇت تېلۇرىد ئوپتىكىلىق بوشلۇقىنىڭ قېلىنلىقى رېزونانس دولقۇن ئۇزۇنلۇقى بىلەن تۈز بولۇپ ، مۇشۇنىڭغا ئوخشاش كرېمنىي ۋە گېرمان ئوپتىكىلىق بوشلۇقىدىن كىچىك. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، بىسمۇت تېلۇرىد ئوپتىكىلىق كاۋاكچىسى فوتون كىرىستال بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ ، مىكرو قۇرۇلمىنىڭ سپېكترىنى تەڭشەشنىڭ يېڭى ئۇسۇلى بىلەن تەمىنلەيدىغان ئاتوم سىستېمىسىنىڭ ئېلېكتر ماگنىت كەلتۈرۈپ چىقارغان سۈزۈكلۈكىگە ئوخشاش بىنورمال ئوپتىكىلىق ئۈنۈمگە ئېرىشىدۇ. بۇ تەتقىقات يورۇقلۇقنى تەڭشەش ۋە ئوپتىكىلىق ئىقتىدار ئۈسكۈنىلىرىدىكى توپولوگىيەلىك ئىزولياتور ماتېرىياللىرى تەتقىقاتىنى ئىلگىرى سۈرۈشتە بەلگىلىك رول ئوينايدۇ.