Gli scienziati della Tomsk Polytechnic University, insieme a colleghi internazionali, hanno trovato una tecnica semplice per curvare dinamicamente un getto fotonico, trasformandolo in un gancio fotonico. Il metodo è stato pubblicato in Lettere di ottica . Secondo gli autori, l'effetto scoperto amplierà il potenziale di getti fotonici e ganci. Ad esempio, può essere utilizzato per manipolare singole particelle nella ricerca biomedica o nella litografia ottica per creare microcircuiti.

L'effetto del getto di fotoni è stato scoperto nei primi anni 2000. Il getto è un'onda elettromagnetica focalizzata sulla superficie di una microsfera di vetro al quarzo, che è a fuoco dell'obiettivo. Questo getto ha una dimensione trasversale unica, che è inferiore al limite di diffrazione. Questa caratteristica del getto di fotoni ha attirato l'attenzione degli scienziati. Di conseguenza, nel 2011, è stato sviluppato un nanoscopio basato sull'effetto di un getto fotonico. Ha spinto l'involucro della limitazione dei microscopi ottici tradizionali con una risoluzione massima di 200 nanometri e ha reso possibile osservare fino a 50 nanometri.

Nel 2015, Gli scienziati del TPU hanno proposto un gancio fotonico, un nuovo tipo di fascio di luce curvo basato su un getto fotonico. È molto più facile ottenerlo rispetto agli analoghi esistenti. È necessaria solo una microparticella di una certa forma per ottenere un gancio fotonico. La luce lo attraversa e si curva. Ad esempio, il gancio fotonico muove le nanoparticelle usando una leggera pressione, curva intorno a una barriera e li trasferisce attraverso di essa.

"I ricercatori usano microparticelle da un materiale dielettrico, come il vetro, per ottenere un getto fotonico e un gancio fotonico. Tradizionalmente, si credeva che ciò richiedesse particelle di forme diverse, come simmetrico per il getto di fotoni e asimmetrico per l'uncino. Però, non è così. Abbiamo effettuato simulazioni e condotto esperimenti. Questi esperimenti hanno dimostrato che le particelle simmetriche possono essere utilizzate in entrambi i casi. Per fare ciò, abbiamo parzialmente coperto la particella con uno schermo di microdimensioni metalliche, che può essere fatto di qualsiasi metallo, ma negli esperimenti abbiamo usato l'alluminio, "Igor Minin, project manager e Professore di Divisione di Ingegneria Elettronica, dice.

Per formare un getto di fotoni, la particella viene irradiata completamente, e nel caso di un gancio fotonico curvo, la particella è parzialmente sovrapposta allo schermo.

"Quindi usiamo un fronte d'onda asimmetrico con una particella simmetrica. Questo espande il potenziale di applicazione del getto di fotoni e del gancio. Ad esempio, possono essere utilizzati in un dispositivo a seconda delle attività. Puoi afferrare le nanoparticelle con un getto di fotoni e se usi lo schermo, il raggio si curva e le particelle possono essere spostate, " spiega lo scienziato.

Un altro possibile campo di applicazione è il processo di litografia nella fabbricazione di microcircuiti. La litografia è una tecnologia che utilizza un laser per disegnare uno schema di un futuro microcircuito.

"Il disegno si può fare sia con una trave dritta che con una curva, devi solo cambiare la particella di messa a fuoco. Fare così, puoi usare uno schermo di metallo di dimensioni micro, che è una soluzione estremamente semplice. Inoltre, non complicherà in modo significativo la struttura dei dispositivi, usando un getto fotonico o un effetto gancio, "dice Igor Minin.