Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato un nuovo strumento di progettazione per i metamateriali, ovvero materiali artificiali con proprietà che non si trovano in natura.
Lo strumento, chiamato “calcolatore della risposta ottica non lineare”, può essere utilizzato per prevedere le proprietà ottiche non lineari dei metamateriali, che sono importanti per una varietà di applicazioni, come laser, modulatori ottici e sensori.
Le proprietà ottiche non lineari di un materiale sono determinate dal modo in cui i suoi elettroni interagiscono con la luce. Quando la luce interagisce con un materiale, può far vibrare gli elettroni nel materiale. La frequenza di queste vibrazioni dipende dall'energia della luce e dalle proprietà del materiale.
Nella maggior parte dei materiali, gli elettroni vibrano ad una singola frequenza quando sono esposti alla luce. Tuttavia, nei metamateriali, gli elettroni possono vibrare a frequenze multiple. Questo perché i metamateriali sono costituiti da minuscole strutture che possono intrappolare la luce e far vibrare gli elettroni a frequenze diverse.
Il calcolatore della risposta ottica non lineare può essere utilizzato per prevedere le molteplici frequenze alle quali vibreranno gli elettroni in un metamateriale quando sono esposti alla luce. Queste informazioni possono quindi essere utilizzate per progettare metamateriali con le proprietà ottiche non lineari desiderate.
I ricercatori del MIT ritengono che il loro nuovo strumento sarà una risorsa preziosa per ricercatori e ingegneri che stanno lavorando allo sviluppo di metamateriali per una varietà di applicazioni.
Il calcolatore della risposta ottica non lineare è un programma per computer che utilizza una varietà di tecniche matematiche per calcolare le proprietà ottiche non lineari dei metamateriali.
Il programma calcola innanzitutto le proprietà ottiche lineari del metamateriale, che sono le proprietà del materiale quando viene esposto alla luce a bassa intensità. Queste proprietà includono l'indice di rifrazione e il coefficiente di estinzione del materiale.
Il programma utilizza quindi le proprietà ottiche lineari per calcolare le proprietà ottiche non lineari del materiale. Queste proprietà includono la suscettibilità non lineare di secondo ordine e la suscettibilità non lineare di terzo ordine.
La suscettibilità non lineare del secondo ordine determina il modo in cui il materiale risponde alla luce a bassa intensità. La suscettibilità non lineare del terzo ordine determina il modo in cui il materiale risponde alla luce ad alta intensità.
Il calcolatore della risposta ottica non lineare può essere utilizzato per calcolare le proprietà ottiche non lineari dei metamateriali costituiti da una varietà di materiali diversi. Il programma può anche essere utilizzato per calcolare le proprietà ottiche non lineari di metamateriali con strutture diverse.
Il calcolatore della risposta ottica non lineare ha una varietà di applicazioni, tra cui:
* Progettazione di metamateriali per laser
* Progettazione di metamateriali per modulatori ottici
* Progettazione di metamateriali per sensori
* Studio delle proprietà ottiche non lineari dei metamateriali
Il calcolatore della risposta ottica non lineare è un potente strumento che può essere utilizzato per sviluppare metamateriali con una varietà di proprietà desiderate. Il programma è una risorsa preziosa per ricercatori e ingegneri che lavorano allo sviluppo di metamateriali per una varietà di applicazioni.
