PHOTOSURF

Οι μεταεπιφάνειες είναι υπέρλεπτα τεχνητά υλικά φτιαγμένα από περιοδικά διατεταγμένα δομικά στοιχεία σε κλίμακα μικρότερη του μήκους κύματος.

Υπόσχονται να μεταμορφώσουν την αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη, προσφέροντας νέες δυνατότητες αδύνατο να επιτευχθούν με φυσικά υλικά (ανώμαλη διάθλαση, υψηλή και σχεδόν μηδενική μαγνητική διαπερατότητα κ.α.), αξιοποιώντας τους ηλεκτρομαγνητικούς συντονισμούς των δομικών στοιχείων. Παράλληλα, είναι εξαιρετικά λεπτές ως προς το μήκος κύματος και μπορούν να κατασκευαστούν με συμβατικές επίπεδες τεχνικές.

Εντούτοις, υπάρχουν συγκεκριμένα φυσικά εμπόδια που περιορίζουν την προοπτική των μεταεπιφανειών: (i) η φασματική απόκριση τους είναι τυπικά στενής ζώνης και (ii) η καθυστέρηση φάσης που αποδίδεται στο

προσπίπτον κύμα είναι περιορισμένη (μικρότερη από 2π). Η προτεινόμενη έρευνα φιλοδοξεί να ξεπεράσει αυτούς τους μακροχρόνιους περιορισμούς συνδυάζοντας κατάλληλα πολλαπλούς συντονισμούς στο μοναδιαίο κελί της μεταεπιφάνειας. Οι προτεινόμενες ευρυζωνικές πολύρυθμες μεταεπιφάνειες συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των οξέων συντονισμών (καθυστέρηση φάσης, αποθήκευση ενέργειας, ενίσχυση πεδίου) μαζί με ένα αυθαίρετα ευρύ φασματικό εύρος.

Διατηρώντας την ευρυζωνική απόκριση ως κοινή βάση, το PHOTOSURF θα αντιμετωπίσει με μια ενιαία προσέγγιση διαφορετικά φυσικά προβλήματα. Ο κεντρικός στόχος είναι η αντικατάσταση των συμβατικών ογκωδών φωτονικών εξαρτημάτων για έλεγχο διασποράς, περίθλασης, πόλωσης και μη γραμμικότητας με εξαιρετικά λεπτές εκδοχές, προσφέροντας έτσι σημαντικά τεχνολογικά πλεονεκτήματα (μέγεθος, βάρος,

κατασκευή, ολοκλήρωση). Σε όλες τις περιπτώσεις, ξεκινούμε με τον αυστηρό μαθηματικό προσδιορισμό των ηλεκτρικών και μαγνητικών επιδεκτικοτήτων, προτείνουμε φυσικές υλοποιήσεις που να τις ικανοποιούν και προχωρούμε στην πειραματική επιβεβαίωση των αποδοτικότερων δομών. Η περιγραφόμενη επιστημονική πρόοδος αναμένεται να εισάγει τις μεταεπιφάνειες σε πραγματικές φωτονικές εφαρμογές που εμπλέκουν ευρυζωνικά σήματα.