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

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

Позавчера, 13:00
Ольга Иванова

Одно из самых крупных исследований показало, что фазы Луны, вероятно, в самом деле влияют на наш сон, а зависит это от пола.

11 часов назад
Александр Березин

Согласно недавнему докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата, к 2100 году будет потеряно более 99% рифообразующих кораллов. Новая работа показывает неожиданный результат: все окажется совсем не так.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

19 сентября
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: