Na czym w ogóle polega cały proces? Wystarczy wspomnieć, że chodzi o sytuację, w której sekwencyjna absorpcja dwóch lub więcej fotonów prowadzi do emisji światła o długości fali krótszej niż długość fali wzbudzenia. Kluczem do sukcesu w przypadku prowadzonych eksperymentów była rzekomo koncepcja nazywana sprzężeniem nadkrytycznym.
Czytaj też: Przetwarzanie sygnałów w mgnieniu oka. Tak w akcji prezentuje się nowy układ fotoniczny
Wyniki są imponujące nie tylko ze względu na uzyskaną wydajność, ale także za sprawą obalenia dotychczas uznawanych paradygmatów. Artykuł na ten temat, szerzej opisujący postępy dokonane przez inżynierów z Singapuru, ukazał się na łamach Nature. Upkonwersja, nazywana również konwersją energii w górę, polega na przekształcaniu fotonów o niskiej energii w fotony o wyższej energii.
Idące za nią możliwości zapewniają szereg potencjalnych zastosowań, ponieważ mówi się między innymi o obrazowaniu w bardzo wysokiej rozdzielczości czy projektowaniu zaawansowanych urządzeń fotonicznych. Niestety, na drodze do sukcesu stały do tej pory pewne problemy, chociażby w postaci ograniczenia natężenia napromieniowania nanocząstek domieszkowanych lantanowcami. Poza tym istotne były warunki sprzężenia rezonansów optycznych.
Upkonwersja fotonów to proces polegający na przekształcaniu fotonów o niskiej energii w fotony o wyższej energii
Sprzężenie nadkrytyczne, czyli podejście zastosowane przez autorów wspomnianej publikacji, miałoby stanowić wyjście z problemów. Wnioski wyciągnięte na podstawie przeprowadzonych badań wydają się to potwierdzać, wszak naukowcy odnotowali wzrost luminescencji upkonwersyjnej o osiem rzędów wielkości.
Dokonali tego z wykorzystaniem układu zawierającego nanopłytkę z kryształów fotonicznych pokrytą nanocząstkami upkonwersyjnymi. Nie bez znaczenia pozostawały BIC, czyli stany związane w kontinuum. Te cechują się znikomym rozproszeniem światła i mikroskalowymi wymiarami plamek świetlnych, dzięki czemu doprowadziły do uzyskania precyzji w ogniskowaniu i kontroli kierunkowej emitowanego światła.
Czytaj też: USA inwestują miliardy w elektryki i OZE. Czy myślą o tym, skąd mają do tego energię?
Jak podsumował jeden z autorów, Xiaogang Liu, on i jego współpracownicy doprowadzili do zmiany paradygmatu w dziedzinie nanofotoniki. Wpłynie to na sposób, w jaki inżynierowie sterują światłem w nanoskali. Poza przytoczonymi już dziedzinami, wyciągnięte wnioski powinny zapewnić praktyczne korzyści na przykład w fotonice kwantowej i różnego rodzaju układach opartych na sprzężonych rezonatorach.
