دليل الموجات الفائقة

📅 آخر تحديث: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في مجال الفوتونيات ، يُعدّ الموجه الفائق بنيةً فيزيائيةً تُوجّه الموجات الكهرومغناطيسية باستخدام هياكل وظيفية مُهندسة ذات أبعاد دون الطول الموجي . [ 1 ] وتُعدّ الموجهات الفائقة نتاج دمج مجالي المواد الفائقة والأسطح الفائقة في البصريات المتكاملة . [ 2 ] [ 3 ] ويُتيح تصميم البنية دون الطول الموجي استكشاف ظواهر توجيه الموجات غير المألوفة. [ 3 ] [ 4 ]

يمكن تصنيف الموجهات الفائقة إما حسب منصات الموجهات أو حسب أساليب التصميم. [ 2 ] عند تصنيفها حسب منصة الموجه الأساسية، يمكن تصنيف الهياكل الهندسية ذات الأبعاد دون الطول الموجي بالاشتراك مع الموجهات العازلة ، أو الألياف الضوئية ، أو الموجهات البلازمونية . أما عند تصنيفها حسب أساليب التصميم، فيمكن تصنيف الموجهات الفائقة إما باستخدام التصميم القائم أساسًا على الحدس الفيزيائي، أو باستخدام أساليب التصميم العكسي القائمة على خوارزميات الحاسوب. [ 1 ] [ 5 ]

تُتيح الموجهات الفوقية مستويات جديدة من حرية التصميم للمكتبة الهيكلية المتاحة للموجهات الضوئية في مجال الفوتونيات المتكاملة. [ 1 ] [ 3 ] تشمل المزايا تحسين أداء الأجهزة البصرية المتكاملة التقليدية القائمة على الموجهات، وإنشاء وظائف جديدة للأجهزة. [ 1 ] [ 3 ] تشمل تطبيقات الموجهات الفوقية تقسيم الحزمة/الاستقطاب، [ 3 ] ومحولات أنماط الموجهات المتكاملة، [ 4 ] ومقرنات الموجهات متعددة الاستخدامات، [ 6 ] والاستشعار المختبري على الألياف، [ 7 ] والتصوير بالمنظار النانوي البصري، [ 8 ] وتشكيل جبهة الموجة على الرقاقة، [ 9 ] وتوليد الضوء المهيكل، [ 10 ] والشبكات العصبية الضوئية . [ 11 ] [ 12 ] كما يمكن دمج الهياكل الفوقية مع مواد فان دير فالس لإضافة المزيد من الوظائف وإمكانية إعادة التشكيل. [ 13 ] [ 14 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 منغ، يوان؛ تشن، ييزين؛ لو، لونغوي؛ دينغ، يمين؛ كوزانو، أندريا؛ فان، جوناثان أ. هو، تشياومو؛ وانغ، كاييوان؛ شيه، زينوي. ليو، زوتيان؛ يانغ ، يوانمو (2021-11-22). "أدلة الموجات الفوقية الضوئية للضوئيات المتكاملة وما بعدها" . الضوء: العلوم والتطبيقات . 10 (1): 235. بيب كود : 2021LSA....10..235M . دوى : 10.1038/s41377-021-00655-x . ردمك 2047-7538 . بمك 8608813 . بميد 34811345 .   
  2. ١ ٢ العلوم، الأكاديمية الصينية للعلوم. "دمج الهياكل الفوقية مع الموجهات الضوئية المتنوعة لتطبيقات الفوتونيات المتكاملة وغيرها" . phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2022 .
  3. 1 2 3 4 5 تشيبين، بافيل؛ هالير، روبرت؛ شميد، ينس هـ.؛ أتووتر، هاري أ.؛ سميث، ديفيد ر. (أغسطس 2018). "الضوئيات المتكاملة دون الطول الموجي" . نيتشر . 560 ( 7720): 565-572 . Bibcode : 2018Natur.560..565C . doi : 10.1038/s41586-018-0421-7 . ISSN 1476-4687 . PMID 30158604. S2CID 52117964 .   
  4. 1 2 لي، تشاوي؛ كيم، ميونغ هوان؛ وانغ، تشنغ؛ هان، تشاوهونغ؛ شريستا، ساجان؛ أوفرفيغ، آدم كريستوفر؛ لو، مينغ؛ شتاين، آرون؛ أغاروال، أنورادها مورثي ؛ لونكار، ماركو؛ يو، نانفانغ (يوليو 2017). "التحكم في انتشار واقتران أنماط الموجات الدليلية باستخدام الأسطح الفوقية ذات تدرج الطور" . مجلة نيتشر لتقنية النانو . 12 (7): 675-683 . Bibcode : 2017NatNa..12..675L . doi : 10.1038/nnano.2017.50 . ISSN 1748-3395 . OSTI 1412777. PMID 28416817 .   
  5. ^ مولسكي، شون. لين، زين؛ بيجوت، الكسندر Y.؛ جين، ويليانغ؛ فوكوفيتش، يلينا؛ رودريجيز ، أليخاندرو دبليو (نوفمبر 2018). "التصميم العكسي في الضوئيات النانوية" . الضوئيات الطبيعة . 12 (11): 659–670 . أرخايف : 1801.06715 . بيب كود : 2018NaPho..12..659M . دوى : 10.1038/s41566-018-0246-9 . ردمك 1749-4893 . S2CID 55105919 .  
  6. ↑ مينغ، يوان؛ ليو، تشوتيان؛ شي، تشنوي؛ وانغ، رايد؛ تشي، تيانتشنغ؛ هو، فوتاي؛ كيم، هيونسوك؛ شياو، تشيرونغ؛ فو، شينغ؛ وو، تشيانغ؛ باي، سانغ هون (2020-04-01). "اقتران ضوئي متعدد الاستخدامات على رقاقة و(فك) تعدد الإرسال من استقطابات عشوائية إلى أنماط موجهات موجية مضبوطة باستخدام سطح فوقي عازل متكامل" . أبحاث الفوتونيات . 8 (4): 564-576 . doi : 10.1364/PRJ.384449 . ISSN 2327-9125 . S2CID 213576669 .  
  7. ^ برينسيبي، ماريا. كونسيلز، ماركو؛ ميكو، ألبرتو؛ كريسيتيلي، أليسيو؛ كاستالدي، جوزيبي؛ إسبوزيتو، إيمانويلا؛ لا فيرارا، فيرا؛ كوتولو، أنطونيلو؛ جالدي، فينسينزو؛ أندريا كوزانو (مارس 2017). "نصائح تعريفية للألياف الضوئية" . الضوء: العلوم والتطبيقات . 6 (3): e16226. دوى : 10.1038/lsa.2016.226 . ردمك 2047-7538 . بمك 6062173 . بميد 30167235 .   
  8. ↑ بهليفاني نجاد، حميد؛ خراسان نجاد، محمد رضا؛ هوانغ، ياو وي؛ شي، زوجون؛ الحريري، ليدا ب.؛ آدامز، ديفيد C .؛ دينغ، فيفيان؛ تشو الكسندر. تشيو، تشنغ وي؛ كاباسو، فيديريكو؛ سوتر ، ميليسا ج. (سبتمبر 2018). "المنظار النانوي البصري للتصوير المقطعي التوافقي البصري عالي الدقة في الجسم الحي" . الضوئيات الطبيعة . 12 (9): 540– 547. بيب كود : 2018NaPho..12..540P . دوى : 10.1038/s41566-018-0224-2 . ردمك 1749-4893 . بمك 6350822 . بميد 30713581 .   
  9. ↑ وانغ، زي؛ لي، تيانتيان؛ سومان، أنيشكومار؛ ماو، دون؛ كانانين، توماس؛ غو، تينغي (2019-08-07). "تشكيل جبهة الموجة على رقاقة باستخدام سطح فوقي عازل" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1): 3547. Bibcode : 2019NatCo..10.3547W . doi : 10.1038/s41467-019-11578- y . ISSN 2041-1723 . PMC 6686019. PMID 31391468 .   
  10. ↑ هي، تيانتيان (22-11-2021). "البصريات الفوقية الموجهة: موجهات موجية مُغطاة بسطح فوقي لمقرنات الأنماط العشوائية وبواعث عزم الزخم الزاوي المداري على الرقاقة مع شحنة طوبولوجية قابلة للتكوين" . مجلة أوبتكس إكسبرس . 29 (24): 39406-39418 . رمز Bibcode : 2021OExpr..2939406H . doi : 10.1364/OE.443186 . ISSN 1094-4087 . PMID 34809306. S2CID 243813207 .   
  11. ↑ خرام، عرفان؛ تشن، أنج. ليو، ديانجينغ؛ يينغ، لي. وانغ تشيكي. يوان، مينغ؛ يو ، زونغفو (2019/08/01). "الوسائط النانوية الضوئية للاستدلال العصبي الاصطناعي" . بحوث الضوئيات . 7 (8): 823– 827. أرخايف : 1810.07815 . دوى : 10.1364/PRJ.7.000823 . ردمك 2327-9125 . S2CID 173991055 .  
  12. ↑ وو، تشانغمينغ؛ يو، هيشان؛ لي، سيوكهيونغ؛ بينغ، رومينغ؛ تاكيوتشي، إيشيرو؛ لي، مو (2021-01-04). "أسطح فوقية قابلة للبرمجة لتغيير الطور على الموجهات لشبكة عصبية تلافيفية ضوئية متعددة الأنماط" . مجلة نيتشر كوميونيكيشنز . 12 (1): 96. arXiv : 2004.10651 . Bibcode : 2021NatCo..12...96W . doi : 10.1038/s41467-020-20365- z . ISSN 2041-1723 . PMC 7782756. PMID 33398011 .   
  13. ^ منغ، يوان؛ فنغ، جيانغانغ؛ هان، سانجمون؛ شو، تشيهاو؛ ماو، وينبو؛ تشانغ، تان؛ كيم، جاستن س. روه، إلبيو؛ تشاو، ييبين؛ كيم، دونغ هوان؛ يانغ، يانغ؛ لي، جين ووك؛ يانغ، لان؛ تشيو، تشنغ وي؛ باي ، سانغ هون (2023/04/21). "التكامل الضوئي لفان دير فال من المواد ثنائية الأبعاد إلى الأغشية النانوية ثلاثية الأبعاد" . مواد مراجعات الطبيعة . 8 (8): 498–517 . بيب كود : 2023NatRM...8..498M . دوى : 10.1038/s41578-023-00558-ث . ردمك 2058-8437 . 
  14. ↑ ليو، يوان؛ هوانغ، يو؛ دوان، شيانغفنغ (مارس 2019). "تكامل فان دير فالس قبل وبعد المواد ثنائية الأبعاد" . مجلة نيتشر . 567 (7748): 323-333 . Bibcode : 2019Natur.567..323L . doi : 10.1038/s41586-019-1013-x . ISSN 1476-4687 . PMID 30894723 .