Вчені Каліфорнійського інституту створили мікрочип для перенаправлення світла за 74 фемтосекунди

Прорив у фотоніці

Як повідомляє НВ — Техно: 20 вересня, 21:37

Вчені з Каліфорнійського технологічного інституту розробили мікрочип з метаповерхнею, що здатен перенаправляти світло за рекордні 74 фемтосекунди. Ця технологія використовує оптичний ефект Керра та метаматеріали на основі аморфного кремнію з наноструктурами, що дозволяє змінювати оптичні властивості матеріалу за допомогою структурованого променя світла.

Досягнення команди

Команда, що працювала під керівництвом професора Гаррі Етуотера та провідного автора Клаудіо Гайля, досягла значних успіхів у цій галузі. Мікрочип має можливість керувати світлом за допомогою іншого променя всього за 74 фемтосекунди, що свідчить про його надзвичайну швидкість. Новий чип усуває потребу в електричних сигналах, використовуючи виключно оптичний вплив.

Основою технології є оптичний ефект Керра, підсилений метаповерхнею з аморфного кремнію, вкритою нанорозмірними стовпчиками. Потужний промінь накачування тимчасово змінює показник заломлення матеріалу, а зондувальний промінь змінює траєкторію на кут до 13 градусів. Світло затримується всередині наноструктури, що підвищує ефективність взаємодії без переходу електронів у збуджені стани.

Досягнута швидкість обмежена лише параметрами лазерних імпульсів, як зазначають автори дослідження. Результати цієї роботи, опубліковані в журналі Nature Nanotechnology, відкривають нові перспективи для створення надшвидких фотонних мереж, часових кристалів та удосконалення систем оптичного зв’язку, що може мати значний вплив на розвиток технологій у майбутньому.

Розробка цього надшвидкого чипа є важливим кроком у галузі фотоніки і може суттєво змінити підходи до обробки та передачі інформації. Використання оптичних сигналів замість електричних може призвести до швидших і енергозберігаючих технологій, що особливо актуально в умовах зростання обсягу даних і потреби у високошвидкісних комунікаціях. Застосування цієї технології в різних сферах, від телекомунікацій до квантових обчислень, може мати тривалий вплив на розвиток сучасних технологій.

Цікаво, що розробка мікрочипа, здатного до надшвидкого перенаправлення світла, відбувається на фоні інших важливих досягнень у галузі фотоніки. Наприклад, фізики також створили чип для 6G, розмір якого не перевищує зерна рису. Ці інновації відкривають нові горизонти у розвитку комунікаційних технологій, які можуть кардинально змінити спосіб передачі інформації.