24 ноября 2016

Российские физики приблизились к созданию светового компьютера

Поделитесь новостью в соцсетях
Физики из России и их американские коллеги разработали новый тип световых наноантенн, которые могут направлять свет в произвольном направлении, что позволяет использовать их в качестве основы для световых компьютеров и сверхбыстрых систем связи, говорится в статье, опубликованной в журнале Laser & Photonics Reviews.
Существующие оптические наноантенны позволяют управлять светом в достаточно широких пределах. Однако это умение обычно бывает зашито в их геометрии и материалах, из которых сделана антенна, и простое изменение этих характеристик невозможно. Наша наноантенна позволяет динамически управлять ее свойствами. Когда вы светите на нее слабым импульсом — получаете один результат, а с сильным лазерным импульсом получаете совершенно другое поведение!
Денис Баранов, один из авторов работы
Данная наноантенна, как рассказывает Баранов, является логическим продолжением и конечным результатом недавних экспериментов российских ученых из МФТИ и Университета ИТМО, в рамках которых они создали необычные наночастицы из кремния, обладающие нелинейными оптическими свойствами.

Эти наноструктуры, похожие по своему устройству на полые шарики из кремния, взаимодействуют со светом крайне необычным образом, заставляя его менять направление движения в зависимости от его интенсивности и других физических свойств.
Когда на такой «шарик» падает свет, дальнейшая его судьба зависит от его собственных свойств и того, как ведет себя так называемая электронная плазма внутри этой наночастицы, возникающая при поглощении энергии света кремнием. Свойства этой плазмы можно менять при помощи коротких и мощных импульсов света, что позволяет «переключать» свойства наноантенн и заставлять их иным образом взаимодействовать с более слабым светом в режим практически реального времени.

В первых экспериментах Баранову и его соратникам удалось научиться рассеивать свет вперед или назад, а сейчас они разработали методику, которая позволяет поворачивать световой поток в произвольном направлении в зависимости интенсивности света. Этого удалось добиться, расположив два кремниевых «шарика» разных размеров близко друг к другу, отдалив их на четко выверенное расстояние.
По словам ученых, подобные антенны не только необходимы для создания оптических транзисторов и вычислительных приборов, но и помогут нам ускорить передачу информации в оптоволоконных сетях, «склеивая» и разделяя сигналы при их поступлении в устройство передачи и обработки данных. Как отмечают ученые, их прибор позволит достигнуть скорости в 250 гигабит в секунду, что в разы выше, чем работают современные сверхбыстрые системы связи.
Copyright 2016 En+ Group Ltd.
Образовательный проект. Проект группы компании En+ Group Ltd.