Потерю света при обходе углов свели к минимуму — Naked Science
20.11.2018
5 минут
Редакция

Потерю света при обходе углов свели к минимуму

Новое устройство, разработанное учеными из Дьюка, позволило свету огибать острые углы и практически избежать потерь на выходе.

1-bendinglight1

Инженеры из Университета Дьюка продемонстрировали устройство, способное направлять фотоны света вокруг острых углов практически без потерь от обратного рассеивания. Это необходимо, если электронные устройства когда-нибудь будут замещены устройствами на основе света. Статья об этом опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

 

Такой результат был достигнут фотонными кристаллами, построенными на концепции топологических изоляторов. Тщательно контролируя геометрию кристаллической решетки, ученые смогли не пустить свет в нее и передали его по ее поверхности. Благодаря этому, устройство обеспечивает почти идеальную передачу света вокруг углов, хотя оно намного меньше предыдущих разработок.

 

Согласно Ассоциации полупроводниковой промышленности, количество электронных устройств возрастает так быстро, что к 2040-му во всем мире не будет хватать энергии для обеспечения работы всех их. Одно из возможных решений заключается в том, чтобы использовать для передачи данных безмассовые фотоны вместо электронов. Помимо экономии энергии, фотонные системы также обещают быть быстрее и иметь более высокую пропускную способность.

 

Схематические и операционные приниципы топологического изолятора на основе фотонных кристаллов / © Duke University

 

Фотоны уже используются в некоторых устройствах. Один из недостатков современной технологии в том, что такие системы неэффективны при повороте или изгибании света. Фотонам необходимо огибать углы в микроскопических условиях, если они когда-либо заменят электроны в микрочипах.

 

Предыдущие демонстрации также показывали малые потери при ведении фотонов вокруг углов, но новое исследование ученых из Дьюка сделало это в прямоугольном устройстве всего 35 микрометров в длину и 5,5 микрометра в ширину — оно в 100 раз меньше, чем в прошлых работах.

 

Ученые изготовили топологические изоляторы при помощи электронно-лучевой литографии и измерили передачу света в серии резких поворотов. Результат показал, что при каждом повороте терялось всего несколько процентов света.

 

Исследователи отмечают, что их устройство также обладает широкой полосой пропускания, совместимо с полупроводниковыми технологиями и работает на длинах волн, использующихся сегодня в телекоммуникациях. Далее они планируют сделать свой волновод динамически настраиваемым, чтобы изменить его пропускную способность. Это позволит включать и выключать устройство в любой момент, что важно и для реализации оптических технологий на основе фотонов.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

Позавчера, 13:51
23 минуты
Александр Березин

Спутниковые снимки показывают: отказ от пахоты в Штатах ведет к росту урожайности при снижении затрат. Россия, где был создан этот метод, сегодня его почти не применяет. Разбираемся, почему так получилось и чем он лучше традиционной вспашки.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: