Işığı Büken Çip Yapıldı

Genel görelilik kuramı kütlenin etrafındaki uzayzamanı büktüğünü söyler. Bu durumun sonuçlarından biri, iki nokta arasında hareket ederken her zaman en kısa yolu takip eden ışık ışınlarının da bükülmesidir. Dolayısıyla büyük kütleli gökcisimleri yakınlarından geçen ışığı bükerek art alanda bulunan diğer gökcisimlerinin boyutlarının olduğundan daha farklı görünmesine neden olur. Lenslerin ışık ışınlarını kırarak nesnelerin olduğundan daha büyük ya da daha küçük görünmesine sebep olmasına benzediği için bu olay kütleçekimsel lensleme olarak adlandırılır. Çin'deki Nanjing Üniversitesi'nde görev yapan bir grup bilim insanı kütleçekimsel lensleme olayına benzer bir etkiye neden olan mikroçipler üretti. Dr. H. Liu ve çalışma arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Nature Photonics'te yayımlandı.

Araştırmacılar ışığı bükebilmek için ışığın kırılması olayından yararlanmış. Işık ışınları bir ortamdan kırılma indisi farklı olan başka bir ortama geçerken kırılır. Örneğin yarısı çay dolu bir bardağın içine batırılmış çay kaşığının kırılmış gibi gözükmesi havanın ve çayın kırılma indislerinin farklı olmasından kaynaklanan, hepimizin aşina olduğu bir kırılma olayıdır. Kırılma indisinin -hava su arayüzünde olduğu gibi aniden değil de- yavaş yavaş ve sürekli değiştiği durumda ise ışık sürekli kırılmaya devam eder. Bu da ışığın uzayda bir eğri üzerinde hareket etmesine yani bükülmesine neden olur.

Dr. Liu ve arkadaşlarının ürettiği fotonik çipteki plastik katman, ışığı çipin yüzeyine hapseden bir dalga kılavuzu (waveguide) görevi görüyor. Kırılma indisinin sürekli değişmesi ise plastiğin kalınlığının değiştirilmesiyle sağlanıyor. Bu amaçla araştırmacılar plastiği ısıtıp daha sonra içine polistrenden yapılmış mikroküreler eklemiş. Plastiğin soğurken mikroküreler etrafında yükselmesi dalga kılavuzunun kalınlığının bu kısımlarda artmasına neden oluyor. Sürekli değişen kırılma indisi ise beklendiği gibi içinden geçen ışığın bükülmesine sebep oluyor.

Üretilen çiplerin ışığı odaklama özelliği gelecekte güneş gözelerinin verimliliğini artırmak için de kullanılabilir.

Kaynak:

Sheng, C., ve ark., Nature Photonics, Cilt 7,s. 902-906, 2013.