Генерация оптических гармоник — свойство многих материалов, например кристаллов. Нелинейные оптические эффекты используют в лазерах, это и основа спектроскопии — одного из главных методов изучения звезд в астрономии. Проблема в том, что в большинстве сред эти эффекты малы, и их сложно или невозможно контролировать.

Как сообщает Science Daily, графен тут снова смог удивить исследователей. Объединенная проектом Graphene Flagship команда ученых из Великобритании и Италии создала устройство, где нелинейной оптической генерацией удалось управлять. Это значит, что графен можно использовать в качестве мгновенного светового переключателя и в системах оптической передачи данных.

В ходе эксперимента один слой графена на подложке из оксида кремния при приложении электрического поля «суммировал» несколько световых фотов, генерируя один мощный пучок.

«Наша работа показывает, что эффективность генерации третьей гармоники в графене может быть увеличена в 10 и более раз путем изменения воздействующего электрического поля», — объясняет Джанкарло Соави, главный автор исследования, работающий в Графеновом центре Кембриджа в Британии.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.

Испанский профессор Франк Коппенс, эксперт Graphene Flagship, указывает, что нелинейный оптический эффект «генератора» наблюдался с волнами разной длины, и это значит, что использовать это можно во многих технологиях. Например, системы оптической связи на основе графена смогут работать с более широким спектром частот, что позволит передавать и обрабатывать значительно больше информации в единицу времени.