Оптическая пружина для управления механическими системами
Исследователи из Канады и Швейцарии предложили новый подход к динамическому перепрограммированию механических систем — оптическую пружину, управляемую светом
Они создали механический кристалл с временной оптически программируемой модой. Учёные провели моделирование системы и обнаружили, что более крупные структуры сильнее реагируют на каждый фотон и что в принципе один фотон в оптической системе может оказывать измеримое воздействие на движение устройства сантиметрового размера. Расчёты проверили экспериментально.
Мембрана фононного кристалла, изготовленная из нитрида кремния и выглядящая как сетка гексагональной конфигурации, была исследована с помощью техники фотолитографии. Затем учёные выровняли оптоволоконный резонатор вблизи центра этой мембраны, используя высокоточные направляющие, и установили всю систему на виброизолирующей платформе в ультравысоком вакууме.
После сборки и стабилизации системы учёные использовали резонатор для создания интенсивного оптического поля, которое оказывало давление на участок мембраны размером 10 нанометров, играющий роль пружины. Этот участок затрагивает ровно один шестиугольник во всей мембране. С помощью этой оптической пружины исследователи намеренно нарушили периодический узор мембраны, создали дефект — оттянули часть кристалла из общей плоскости.
Регулируя интенсивность лазера, они смогли динамически и обратимо изменять свойства этого дефекта. Расчёты экспериментально подтвердились. Этот новый подход к механическим дефектам открыл возможности для создания перепрограммируемых механических систем. Например, массивы таких дефектов могут быть использованы для программирования волноводов, предназначенных для маршрутизации механической информации.
