Metasurface Işığı Görünüre Çeviriyor

CUNY ASRC ekibi, metasurface tabanlı kâğıt inceliğinde bir çiple kızılötesi ışığı görünür ışığa çevirip yönlendirmeyi başardı. Metasurface sayesinde mekanik parça olmadan ışın, gelen ışığın polarizasyonu değiştirilerek bir projektör gibi sağa-sola çevrilebiliyor.

Görünmeyen kızılötesi ışığı görünür hale getirip aynı anda istenen yöne “nişanlamak”, fotonik teknolojiler için uzun süredir kritik bir hedef. Advanced Science Research Center at the CUNY Graduate Center (CUNY ASRC) araştırmacıları, bu işi hiçbir mekanik hareket olmadan yapan, ultra ince bir metasurface çip geliştirdiklerini duyurdu. Çalışma eLight dergisinde yayımlandı.

Metasurface ile renk dönüşümü ve yön kontrolü

Metasurface; ışığın dalga boyundan daha küçük nano-yapılarla kaplı düz bir yüzey. Ekip, kızılötesi bir lazer çipe çarptığında ışığın frekansını yükseltip (rengini değiştirip) dar bir demet halinde dışarı verdiğini gösterdi. En dikkat çekici nokta ise demetin yönünün, yalnızca gelen ışığın polarizasyonu değiştirilerek ayarlanabilmesi.

Laboratuvar testlerinde yaklaşık 1530 nanometre dalga boyundaki kızılötesi ışık (fiber optik haberleşmede yaygın) 510 nanometre civarında yeşil görünür ışığa dönüştürüldü. Üstelik çıkan ışın, seçilen açılara yüksek hassasiyetle yönlendirilebildi.

Metasurface tasarımlarında genelde bir ikilem var: Yerel ölçekte çok ince ayar yapan düzenler iyi kontrol sağlarken verimlilikte zorlanıyor; tüm yüzeyi “kolektif” biçimde kullananlar ise verimi artırsa da yön/şekil kontrolünde esneklik kaybedebiliyor. CUNY ASRC’nin yaklaşımı, yüzey genelinde ışığı güçlendiren bir rezonansı (quasi bound state in the continuum) kullanırken, nano-yapıların yönelimini desenleyerek çıkan dalgaya konuma bağlı faz veriyor. Bu sayede cihaz hem verimi artırıp hem de ışını hedeflenen yöne “yazılımsız” biçimde yönlendirebiliyor.

Araştırmacılara göre çip, üçüncü harmonik üretimi yapıyor: yani çıkan ışığın frekansı gelen ışığın üç katına çıkıyor. Bu mimariyle elde edilen sinyalin, benzer fakat bu kolektif rezonanslardan yoksun ışık-şekillendirme düzenlerine kıyasla yaklaşık 100 kat daha verimli olduğu belirtiliyor. Ekip, yaklaşımın LiDAR, kuantum ışık üretimi ve optik sinyal işleme gibi alanlarda çip üstünde entegre, ultra kompakt ışık kaynakları ve ışın yönlendirme bileşenlerine kapı aralayabileceğini vurguluyor.

Kaynaklar ve Bağlantılar:

• ScienceDaily – Advanced Science Research Center, GC/CUNY: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260204121538.htm
• Makale (eLight) DOI: https://doi.org/10.1186/s43593-025-00116-7