Наверх

Погода в Астане: 26 сентября, ночь: +7° 8 м/с26 сентября, утро: +6° 10 м/с26 сентября, день: +4° 10 м/с26 сентября, вечер: +4° 7 м/с

Ученые из МГУ создали ключевую часть световых компьютеров будущего

1105
Фото: Иллюстративный снимок. Михаил Михайлов, кафедра фотожурналистики и технологий СМИ факультета журналистики МГУ.

Физики из МГУ создали создали миниатюрный преобразователь света, пригодный для использования в качестве одного из компонентов будущих световых процессоров и запоминающих устройств, сообщает РИА "Новости". Его схема была опубликована в журнале Physical Review.

За последние два десятилетия инженеры и экспериментаторы создали массу устройств, позволяющих манипулировать свойствами света, однако фактически все они, в силу физических свойств света, имеют достаточно большие размеры,  и их нельзя уменьшить.

Эти проблемы, рассказывает сотрудник кафедры квантовой электроники МГУ Борис Афиногенов, ученые преодолевают, используя различные метаматериалы и наноструктуры, такие как плазмонные резонаторы или фотонные кристаллы. Они преобразуют свет в другие типы колебаний и затем переизлучают его в виде "порций" фотонов с другими свойствами.

"Нашей основной задачей была разработка новых типов компактных преобразователей частоты оптического излучения. В настоящее время для этого используются объёмные кристаллы из специальных материалов. Размер этих кристаллов колеблется от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Это неприемлемо для их использования в нанофотонике", – пояснил Борис Афиногенов.

Свет и другие типы электромагнитных волн переносят информацию гораздо эффективнее и быстрее, чем электрические сигналы, благодаря чему большая часть современных систем связи основана на оптоволокне и различных лазерных излучателях. Учёные давно пытаются заменить транзисторы и металлические дорожки внутри чипов их световыми аналогами, однако пока это не удается сделать по одной простой причине – движением света очень сложно управлять.

Как показали опыты физиков из МГУ, свет, вырабатываемый фотонным кристаллом, поглощался и усиливался металлом, на поверхности которого возникали особые колебания, так называемые плазмоны Тамма. Они вырабатывали другой тип фотонов, которые, по идее, не должны существовать внутри подобных кристаллов. Подобная накачка "неправильным" светом приводила к тому, что внутри них начинали формироваться своеобразные "гребенки" из световых волн, чья длина была в два, три и более раз короче, чем у "запрещенных" фотонов.

Усиливая один из подобных "зубьев" этой световой расчески, можно преобразовать свет, попадающий в такой кристалл, в импульсы излучения с "нужной" длиной волны, поляризацией и прочими свойствами. Что самое важное, всю эту конструкцию, как отмечают учёные, можно уместить в куб размерами в несколько сот нанометров.

Подобные наноустройства можно применять не только в качестве компонентов световых компьютеров, но и в качестве сверхчувствительных датчиков, реагирующих на появление определенных наночастиц, молекул и прочих микроскопических объектов.

Оценить материал
0