タマイズされた光は新たな可能性をもたらす Tamed light offers new possibilities
2023-03-20 サンディア国立研究所(SNL)
この能力を使用することで、安価なLEDや懐中電灯の電球などの低消費電力の光源が、ホログラム、リモートセンシング、自動運転車、高速通信などの新技術においてより強力なレーザービームの代わりに使用できるようになる。
この技術は、戦闘ヘルメットのスクリーンを明るくするなど、さまざまな用途が期待される。将来的には、手術や自動運転車など、特定の関心領域での集中的な照明が必要なシナリオでも利益を提供する可能性がある。
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半導体メタサーフェスからの超高速インコヒーレント発光のサブピコ秒ステアリング Sub-picosecond steering of ultrafast incoherent emission from semiconductor metasurfaces
Prasad P. Iyer,Nicholas Karl,Sadhvikas Addamane,Sylvain D. Gennaro,Michael B. Sinclair & Igal Brener
Nature Photonics Published20 March 2023
DOIhttps://doi.org/10.1038/s41566-023-01172-6
Abstract
The ability to dynamically steer sub-picosecond pulses from a monolithically integrated source is a critical milestone for the fields of nanophotonics and ultrafast optics. Reconfigurable dielectric metasurfaces have demonstrated the potential to exert dynamic control over the properties of light at sub-wavelength scales using spatial phase engineering. However, active manipulation of incoherent light sources remains a challenge, as current phase-sensitive metasurfaces developed for coherent sources cannot be directly applied. Here we theoretically predict and experimentally demonstrate sub-picosecond steering of ultrafast incoherent emission from a light-emitting metasurface over a 70° range. We utilize a monolithic III–V (GaAs) metasurface with embedded (InAs quantum dot) light sources positioned on a reflective Bragg (AlAs/Al0.3Ga0.7As) mirror to achieve a large optically induced phase change near the emission wavelength (1.25 μm). We use a spatial light modulator to structure a strong optical pump (800 nm) and project it onto the resonant metasurface to create reconfigurable spatial momentum profiles that dynamically steer the ultrafast (140 fs) quantum dot emission. Such dynamic spatiotemporal control of incoherent sources can enable new technologies for high-speed communications, holography and remote sensing.
