Un team di ricerca congiunto POSTECH-KAIST ha sviluppato con successo una tecnica per raggiungere un'efficienza quasi unitaria di SHEL utilizzando una metasuperficie progettata artificialmente.

Il professor Junsuk Rho dei dipartimenti di ingegneria meccanica e ingegneria chimica di POSTECH, e dottorato di ricerca Il candidato Minkyung Kim e il Dr. Dasol Lee del Dipartimento di Ingegneria Meccanica in collaborazione con il Professor Bumki Min e Hyukjoon Cho del Dipartimento di Ingegneria Meccanica del KAIST hanno proposto insieme una tecnica per migliorare lo SHEL con un'efficienza vicina al 100% utilizzando una metasuperficie anisotropica. Per questo, il team di ricerca congiunto ha progettato una metasuperficie che trasmette la maggior parte della luce di una polarizzazione e riflette la luce dall'altra, verificando che lo SHEL si verifica nella regione delle alte frequenze. Questi risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati nel numero di febbraio di Laser and Photonics Reviews, un'autorevole rivista di ottica.

L'effetto spin Hall della luce (SHEL) si riferisce a uno spostamento trasversale e dipendente dallo spin della luce al piano di incidenza quando viene riflessa o rifratta su un'interfaccia ottica. Quando amplificato, può spostare la luce che è diverse volte o decine di volte maggiore della sua lunghezza d'onda.

Precedenti studi sul miglioramento dello SHEL hanno comportato un maggiore movimento della luce con poca considerazione per l'efficienza. Poiché il miglioramento di SHEL produce un'efficienza estremamente bassa, non sono mai stati riportati studi sul raggiungimento simultaneo di un grande SHEL e di un'alta efficienza.

A questa, il team di ricerca congiunto ha utilizzato una metasuperficie anisotropica per migliorare lo SHEL. È stato progettato per consentire un elevato SHEL trasmettendo la maggior parte della luce da una polarizzazione mentre riflette la luce dall'altra. Misurando la trasmissione della metasuperficie nella regione ad alta frequenza, come le microonde, e verificando lo stato di polarizzazione della luce trasmessa, i ricercatori hanno verificato il verificarsi di SHEL raggiungendo il 100% di efficienza.

"Gli stessi meccanismi che migliorano lo SHEL nella maggior parte degli studi precedenti ne hanno di fatto abbassato l'efficienza, " ha osservato il professor Junsuk Rho, l'autore corrispondente che ha condotto lo studio. "Questa ricerca è significativa in quanto è il primo studio a proporre un metodo per calcolare l'efficienza dello SHEL, e per aumentare la sua efficienza e migliorare contemporaneamente lo SHEL." Ha aggiunto, "La SHEL è applicabile in dispositivi ottici microscopici, come divisori di raggio, filtri e interruttori, e questo studio migliorerà la loro efficacia."