Sebuah tim insinyur listrik dan kimiawan dari Universitas Lehigh telah membuktikan secara eksperimental efek penjebakan “pelangi”, menunjukkan kalau struktur plasmonik dapat memperlambat gelombang cahaya dalam panjang gelombang yang lebar.
Gagasan kalau sebuah pelangi dari cahaya pita lebar dapat diperlambat atau dihentikan menggunakan struktur plasmonik baru saja diramalkan dalam studi teoritis metabahan. Eksperimen Lehigh menggunakan berkas ion terfokus untuk menggiling sederetan gerat nano yang semakin dalam kedalam lembaran perak tipis. Dengan memfokuskan cahaya sepanjang struktur plasmonik ini, sederetan gerat atau nano grating ini memperlambat tiap panjang gelombang cahaya tampak, dan pada dasarnya menangkap tiap warna individual dari spektrum tampak pada berbagai titik sepanjang gerat. Penemuan ini menjanjikan perbaikan pada penyimpanan data, pemprosesan data optik, sel surya, biosensor dan teknologi lain.
Sementara istilah memperlambat cahaya atau menjebak pelangi terdengar seperti slogan iklan, penemuan cara praktis mengendalikan foton – partikel penyusun cahaya – dapat memperbaiki secara signifikan kapasitas sistem penyimpanan data dan kelajuan proses data optik.
Penelitian ini memerlukan kemampuan merekayasa permukaan logam untuk menghasilkan gerat periodis dengan berbagai kedalaman gerat. Hal ini mengubah sifat optik dari permukaan logam berpola nano ini, yang disebut Rekayasa Dispersi Permukaan. Gelombang cahaya permukaan pita lebar kemudian terjebak sepanjang permukaan logam plasmonik dengan tiap panjang gelombang terjebak pada kedalaman gerat berbeda, menghasilkan pelangi cahaya yang terjebak.
Gagasan kalau sebuah pelangi dari cahaya pita lebar dapat diperlambat atau dihentikan menggunakan struktur plasmonik baru saja diramalkan dalam studi teoritis metabahan. Eksperimen Lehigh menggunakan berkas ion terfokus untuk menggiling sederetan gerat nano yang semakin dalam kedalam lembaran perak tipis. Dengan memfokuskan cahaya sepanjang struktur plasmonik ini, sederetan gerat atau nano grating ini memperlambat tiap panjang gelombang cahaya tampak, dan pada dasarnya menangkap tiap warna individual dari spektrum tampak pada berbagai titik sepanjang gerat. Penemuan ini menjanjikan perbaikan pada penyimpanan data, pemprosesan data optik, sel surya, biosensor dan teknologi lain.
Sementara istilah memperlambat cahaya atau menjebak pelangi terdengar seperti slogan iklan, penemuan cara praktis mengendalikan foton – partikel penyusun cahaya – dapat memperbaiki secara signifikan kapasitas sistem penyimpanan data dan kelajuan proses data optik.
Penelitian ini memerlukan kemampuan merekayasa permukaan logam untuk menghasilkan gerat periodis dengan berbagai kedalaman gerat. Hal ini mengubah sifat optik dari permukaan logam berpola nano ini, yang disebut Rekayasa Dispersi Permukaan. Gelombang cahaya permukaan pita lebar kemudian terjebak sepanjang permukaan logam plasmonik dengan tiap panjang gelombang terjebak pada kedalaman gerat berbeda, menghasilkan pelangi cahaya yang terjebak.
Citra mikroskopis gerat dengan berbagai gradien. Dalam pengukuran ini, tiga filter digunakan: (a) Filter multi pita (Semrock, pita transmisi berpusat pada 542nm dan 639nm), (b) Filter hijau berpusat pada 546nm (lebar pita 6nm), (c) Filter merah berpusat pada 655nm (lebar pita 12nm). (Credit: Filbert J. Bartoli, Lehigh University)
Gagasan kalau sebuah pelangi dari cahaya pita lebar dapat diperlambat atau dihentikan menggunakan struktur plasmonik baru saja diramalkan dalam studi teoritis metabahan. Eksperimen Lehigh menggunakan berkas ion terfokus untuk menggiling sederetan gerat nano yang semakin dalam kedalam lembaran perak tipis. Dengan memfokuskan cahaya sepanjang struktur plasmonik ini, sederetan gerat atau nano grating ini memperlambat tiap panjang gelombang cahaya tampak, dan pada dasarnya menangkap tiap warna individual dari spektrum tampak pada berbagai titik sepanjang gerat. Penemuan ini menjanjikan perbaikan pada penyimpanan data, pemprosesan data optik, sel surya, biosensor dan teknologi lain.
Sementara istilah memperlambat cahaya atau menjebak pelangi terdengar seperti slogan iklan, penemuan cara praktis mengendalikan foton – partikel penyusun cahaya – dapat memperbaiki secara signifikan kapasitas sistem penyimpanan data dan kelajuan proses data optik.
Penelitian ini memerlukan kemampuan merekayasa permukaan logam untuk menghasilkan gerat periodis dengan berbagai kedalaman gerat. Hal ini mengubah sifat optik dari permukaan logam berpola nano ini, yang disebut Rekayasa Dispersi Permukaan. Gelombang cahaya permukaan pita lebar kemudian terjebak sepanjang permukaan logam plasmonik dengan tiap panjang gelombang terjebak pada kedalaman gerat berbeda, menghasilkan pelangi cahaya yang terjebak.
Gagasan kalau sebuah pelangi dari cahaya pita lebar dapat diperlambat atau dihentikan menggunakan struktur plasmonik baru saja diramalkan dalam studi teoritis metabahan. Eksperimen Lehigh menggunakan berkas ion terfokus untuk menggiling sederetan gerat nano yang semakin dalam kedalam lembaran perak tipis. Dengan memfokuskan cahaya sepanjang struktur plasmonik ini, sederetan gerat atau nano grating ini memperlambat tiap panjang gelombang cahaya tampak, dan pada dasarnya menangkap tiap warna individual dari spektrum tampak pada berbagai titik sepanjang gerat. Penemuan ini menjanjikan perbaikan pada penyimpanan data, pemprosesan data optik, sel surya, biosensor dan teknologi lain.
Sementara istilah memperlambat cahaya atau menjebak pelangi terdengar seperti slogan iklan, penemuan cara praktis mengendalikan foton – partikel penyusun cahaya – dapat memperbaiki secara signifikan kapasitas sistem penyimpanan data dan kelajuan proses data optik.
Penelitian ini memerlukan kemampuan merekayasa permukaan logam untuk menghasilkan gerat periodis dengan berbagai kedalaman gerat. Hal ini mengubah sifat optik dari permukaan logam berpola nano ini, yang disebut Rekayasa Dispersi Permukaan. Gelombang cahaya permukaan pita lebar kemudian terjebak sepanjang permukaan logam plasmonik dengan tiap panjang gelombang terjebak pada kedalaman gerat berbeda, menghasilkan pelangi cahaya yang terjebak.
Lewat pengukuran optik langsung, tim ini menunjukkan kalau cahaya dari berbagai panjang gelombang dalam daerah 500-700nm terjebak dalam berbagai posisi di sepanjang gerat, konsisten dengan simulasi komputer. Untuk mempersiapkan gerat pola nano memerlukan “penggilingan” gerat segi empat selebar 150nm setiap 520nm sepanjang permukaan lembaran perak setebal 300nm. Sementara kerugian logam intrinsik di permukaan logam tidak mengizinkan penghentian sempurna plasmon ini, penelitian di masa depan dapat mencari cara mengkompensasi kerugian ini dalam usaha menghentikan cahaya sepenuhnya.
“Metabahan, yang merupakan bahan buatan manusia dengan ukuran lebih kecil dari panjang gelombang cahaya, menawarkan aplikasi baru dalam nanofotonik, perangkat fotovoltaik dan biosensor pada sebuah chip,” kata Filbert J. Bartoli, peneliti utama, profesor dan ketua jurusan Teknik Listrik dan Komputer. “Menciptakan pola skala nano demikian pada film logam memungkinkan kami mengendalikan dan memanipulasi propagasi cahaya. Penemuan makalah ini menawarkan demonstrasi eksperimental yang tak meragukan mengenai penjebakan pelangi dalam struktur nano plasmonik, dan menjadi langkah penting dalam bidang ini.”
“Teknologi untuk memperlambat cahaya pada suhu ruangan ini dapat diintegrasikan dengan bahan dan komponen lain, yang dapat membawa pada platform baru rangkaian optik. Kemampuan plasmon permukaan mengkonsentrasikan cahaya dalam dimensi skala nano membuatnya sangat menjanjikan untuk perkembangan biosensor chip dan studi interaksi optik nonlinier,” kata Qiaoqiang Gan, yang menyelesaikan penelitian ini sebagai kandidat doktor di Universitas Lehigh, dan kini menjadi asisten profesor Jurusan Teknik Listrik di Universitas Negeri New York di Buffalo.
Studi ini dilakukan oleh Bartoli, Qiaoqiang Gan, Yongkang Gao dan Yujie J. Ding dari Pusat Teknologi Optik di Jurusan Teknik Listrik dan Komputer Universitas Lehigh, dan Kyle Wagner dan Dmitri V. Vezenov dari Jurusan Kimia di Lehigh.
Studi ini didanai oleh Yayasan Sains Nasional. Ia diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.
Sumber berita :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar