Красноярский научный центр СО РАН

Новые возможности управления фотонными кристаллами Красноярские ученые продемонстрировали как управлять спектром фотонного кристалла, который может работать как универсальный оптический фильтр. Его 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. Разработка открывает новые перспективы в создании перестраиваемых оптических устройств и высокочувствительных сенсоров. Фотонные кристаллы — это искусственные материалы с особыми свойствами, которые позволяют избирательно управлять светом: пропускать или отражать волны определённой длины. Это открывает широкие возможности для их применения в лазерах, микроскопах и системах связи. Однако подавляющее большинство фотонных кристаллов, используемых сегодня в коммерческих устройствах, настроены на один фиксированный диапазон света, который не может быть изменен для решения новых задач. Ученые из Красноярского научного центра СО РАН создали "кристалл-хамелеон" его оптические свойства можно менять двумя способами: 1. Жидкостное управление. Заполняем поры кристалла жидкостью (вода, спирт) — и он превращается из широкополосного фильтра в узкополосный. Испарили жидкость — он вернулся в исходное состояние. Это обратимо и перезапускаемо. 2. Угловая настройка. Меняем угол падения света — тонко сдвигаем рабочий диапазон кристалла. Это позволяет точно подстраивать его под нужные задачи. Итог: один материал, а возможностей — целый набор. Перспективно для сенсоров и адаптивной оптики будущего. «Комбинация этих двух методов — заполнения пор и изменения угла падения света — позволяет использовать один и тот же образец и как широкополосный, и как узкополосный фильтр. Это открывает дорогу к практическому применению разработки. Такой кристалл также можно использовать в качестве высокочувствительного сенсора: по величине спектрального сдвига можно с высокой точностью определять, какая именно жидкость попала в поры», — отмечает один из авторов исследования Максим Пятнов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН. Эксперименты подтвердили, что даже после пяти циклов наполнения и высушивания материал полностью сохраняет свою эффективность. Это делает его перспективной основой для многоразовых фильтров. Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса, который объединит научные институты, университеты и промышленные предприятия, и обеспечит быстрый переход от лабораторных исследований к реальному производству. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий. #НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки