Amolf-onderzoekers manipuleren nanolicht

Licht opgesloten in nanoscopische holtes van fotonische kristallen wordt beïnvloed door de nabijheid van een metalen nanoring. Amolf-onderzoekers en hun Japanse en Zuid-Koreaanse collega‘s constateerden dat de golflengte van het licht verandert en het zich bovendien langer laat opsluiten. Dat zou in de gedroomde toepassing van fotonische structuren binnen kwantumcommunicatienetwerken wel eens goed van pas kunnen komen.

Het effect laat zich verklaren door de interactie van het magnetisch veld van licht en de ring. Een zeldzaamheid, want meestal is de magnetische component van de wisselwerking tussen fotonen en materie verwaarloosbaar en is alleen de elektrische component van belang. In het geval van de ring wekt het magnetisch veld echter een inductiestroom op en daarmee een tweede, tegengesteld magneetveld dat het opgesloten licht beïnvloedt. Dat is waar te nemen als een blauwverschuiving.

Naast een verschuiving van de resonantiefrequentie zou je verwachten dat het licht in de trilholte sneller uitdempt door de aanwezigheid van het ringetje. De stroom die door het ringetje loopt, ervaart immers een elektrische weerstand. Dit betekent dat het lichtveld door het ringetje extra energie zou moeten verliezen. Vreemd genoeg meten de onderzoekers precies het tegenovergestelde: de demping van het lichtveld vermindert en de levensduur van het licht in de trilholte neemt zelfs met 50 procent toe. Deze tegen-intuïtieve observatie is onderwerp van vervolgonderzoek.