Ученые ИТМО предложили новый подход к созданию метаматериалов, чтобы усилить взаимодействие света с веществом. Метод поможет создать более компактные лазеры и чувствительные сенсоры. По сравнению с традиционным подходом, технология требует меньшей точности и позволяет использовать более дешевое оборудование. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Nano Letters. Чтобы детектировать различные вещества методами оптической сенсорики, физики используют метаматериалы. Это материалы, которые выступают в качестве резонаторов и усиливают взаимодействие света с веществом. Резонатор настроен на длительное удержание света на заданной длине волны — поэтому вероятность обнаружить молекулу, то есть чувствительность детектора, повышается. Чтобы сделать детектор более точным, ученые стараются повысить эффективность удержания света метаматериалами — и даже придумали способ создать «идеальный» резонатор, который удерживает свет бесконечно долго. Однако на практике устройство бесполезно — такой резонатор совсем не впускает и не выпускает свет, не позволяет менять оптический сигнал. Поэтому ученые стремятся научиться искажать этот «идеальный» резонатор так, чтобы структура — метаповерхность — впускала и выпускала свет наружу в нужном количестве. Обычно метаповерхности состоят из одинаковых частиц, расположенных в упорядоченной последовательности. Чтобы исказить структуру, ученые незначительно меняют положение всех частиц, но это сложно и не всегда удобно. Ученые из ИТМО, Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН и Чжэцзянского университета (Китай) предложили настраивать связь резонатора и окружающего пространства другим способом: изменять положение не всех частиц, а только части из них, но при этом поворачивать их под более существенным углом. Это позволяет достигать такой же связи света и вещества, как при изменении всех частиц. Технология требует меньшей точности, поэтому позволяет использовать более дешевое оборудование. В своем подходе физики рассмотрели каждый отдельный элемент метаповерхности как приемо-передающую антенну, которая принимает свет и отдает его в эту структуру. Чтобы частицы могли выступать в качестве таких антенн, авторы предложили деформировать часть из них.Индикатор