Доказана эффективность нового оптического переключателя для суперскоростных компьютеров

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Конструкторско-технологического института прикладной микроэлектроники СО РАН экспериментально доказали эффективность работы нового оптического переключателя. Он представляет собой дифракционный элемент на основе внеосевой зонной пластины и позволяет менять направление световых волн. В перспективе такой выключатель может быть использован в суперскоростных оптических компьютерах.

ТПУ

# 5G

# 6G

# волны

# оптический датчик

# суперкомпьютер

Доказана эффективность нового оптического переключателя для суперскоростных компьютеров / ©Getty images / Автор: Lampronia Auxilius

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Результаты исследования опубликованы в журнале Photonics. Создание эффективного квантового компьютера — задача, над которой работают ученые всего мира. Его особенность в том, что данные будут передавать не электроны, а фотоны – кванты света. В такой технике важно с большой скоростью переключать сигнал, то есть менять направление света. Для этого требуются эффективные оптические переключатели, не использующие механическую коммутацию.

Предложенный учеными Томского политеха вариант оптического переключателя — это небольшая внеосевая зонная пластина Вуда размером в несколько длин волн. Его работа основана на эффекте «фотонного крючка» — искусственного искривления луча света при помощи частиц из диэлектрического материала.

Визуализация области локализации энергии переключателя при разных длинах волн / ©Пресс-служба ЮУрГУ

«Мы провели экспериментальные исследования одного из вариантов прототипа такого переключателя. Эксперименты проводились в миллиметровом диапазоне длин волн, представляющих интерес для систем связи 5G-6G, а также служащих масштабной моделью оптического переключателя. Достигнутые характеристики доказали эффективность его работы. Янус-частицы из диэлектрического материала особой формы влияют на изменение длины волны света. При изменении длины волны света, проходящего через частицу, меняется направление «крючка».

Руководитель проекта Олег Минин за облучающей системой оптического переключателя / ©Пресс-служба ЮУрГУ

То есть происходит быстрое переключение сигнала, которое заключается в изменении направления», — комментирует руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Олег Минин.

У предложенного политехниками оптического переключателя есть ряд преимуществ, по сравнению с разрабатываемыми сегодня аналогичными устройствами. Он обладает достаточной скоростью переключения, не нуждается в создании специальных новых материалов и методов управления, не требует применения металлов и механических сканирующих устройств.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно.