Rice Üniversitesi, Nanofotonik Laboratuarında metal nanoparçacıkları yeni bir yöntemle geometrik olarak düzenleyip, optik prosesör olarak çalıştırarak, gelen sinyallere göre farklı renk almalarını sağlamışlar.
Geliştirilen optik cihazda gelen ışık, ışıkla dört-dalgalı karışım süreci ile kontrol ediliyor. Dört-dalgalı karışım üzerinde yapılan çalışmalardan farklı olarak Rice’da disk yöntemi kullanılmış. Geniş bir spektrumda renkleri kullanabilmesi de diğer avantajlarından.
Bir bilgisayar chipindeki transistörler içinden geçen sinyal üzerinde elektrikle işleme yaparlar. Elektrik yerine ışıkla bilgi işlemekse daha hızlı ve enerji verimliliği yüksek bilgisayarlar demek. Öte yandan optik bilgisayar geliştirmek, ışık quantum kurallarına uyduğundan, biraz karışık.
Nanofotonik laboratuarından Peter Nordlander, “Pek çok durumda bir ışın, diğeri ile etkileşime girmez, ancak ışık lineer olmayan bir ortamda ilerliyorsa durum değişir. Lineer olmayan ortamın elektromanyetik özellikleri bir ışının diğer ile etkileşime girmesini sağlıyor” diyor. Metal disk yerleşimleri bir çeşit lineer olmayan ortam. Elektron ışınlı litografi ile, optik test için transparan bir yüzey üzerine yerleştirilen altın diskler aşındırılmış. Her biri farklı frekansta bir ışığa duyarlı olarak tasarlanmış. Bir düzine disk bibirine çok yakın şekilde yerleştirilerek, yoğun elektrik alan yaratılmış ve sistemin non-lineer özellikleri arttırılmış.
Bu sistemle Fano rezonans adı verilen plasmonik etki ile dört-dalgalı karışım için önemli olan non-lineer etki arttırılarak, cihazın ürettiği üçüncü renk ışığın yoğunluğu arttırılmış. Bu cihazın dört dalgalı karışım için üretilen en verimli cihaz olduğu söyleniyor. Daha önemlisi, üretiminde kullanılan yöntemle farklı amaçlar için ve istenen optik özelliklerde lineer olmayan ortamlar üretmek mümkün.
Yapılan çalışmanın detayları için Proceedings of the National Academy of Sciences incelenebilir.