СОЗДАН НОВЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СВЕРХБЫСТРЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЧИПОВ
Российские и зарубежные физики выяснили, что волноводы из перовскитов обладают сильно нелинейными оптическими свойствами, что позволяет использовать их для создания сверхбыстрых оптических чипов, где можно будет управлять светом при помощи света, без электронных компонентов.
«Мы впервые исследовали, как именно распространяются мощные, но короткие импульсы света в перовскитовых волноводах и показали, что этот материал обладает сильными нелинейными свойствами. Это открывает путь к созданию сверхбыстрых оптических чипов, где можно будет управлять светом при помощи света — без электроники», — пояснил инженер физического факультета ИТМО Никита Глебов.
В последние годы физики и инженеры пытаются заменить электронные логические цепочки в компьютерных логических схемах на их световые аналоги. Одним из главных препятствий для этого является то, что движением света крайне сложно управлять внутри миниатюрных чипов, и при этом передать данные напрямую от фотона к фотону невозможно из-за линейной природы частиц.
Ученые РФ уже несколько лет пытаются решить эту проблему при помощи «жидкого света». Он представляет собой набор из экситон-поляритонов — квазичастиц, представляющих собой комбинацию из электрона и «дырки», положительного заряда, а также электрона и частицы света. В прошлом физики считали, что подобные структуры могут существовать лишь при температурах, близких к абсолютному нулю, однако ученым удалось несколько лет назад показать, что они возникают и при комнатной температуре.
В частности, «жидкий свет» существует при комнатной температуре внутри перовскитов — рукотворных аналогов природного минерала перовскита, необычно активно взаимодействующего с частицами света. Недавно Глебову и ученым из России, Германии, Швейцарии, Турции и Великобритании удалось обнаружить в ходе опытов с волноводами из перовскитов, что характер взаимодействий этого материала со светом меняется под воздействием самих частиц света.
«Мы создали волновод, специальную платформу из перовскита толщиной около 100 нм. По ней световые импульсы пробегают как машины по улице. Чтобы фотоны "въезжали" и "выезжали" на "улицу", мы сформировали для них элементы ввода и вывода - "съезды" с дороги. Особенность в том, что наша "улица" нелинейная - она меняется под влиянием самих импульсов. Например, фотон-"легковушка" почти не трогает покрытие, а мощный "грузовик" - ультракороткий интенсивный импульс - буквально "проминает асфальт" и вызывает изменение его свойств», — пояснил Глебов.
Такая особенность материала позволяет гибким образом управлять характером движения света через него, используя сами же частицы света для изменения свойств волновода. В перспективе это позволит отказаться от использования управляющей электроники в работе фотонных компьютеров, что упростит их конструкцию и повысит быстродействие, подытожили физики.
Источник: ТАСС
#времявперёд!
