Потерю света при обходе углов свели к минимуму — Naked Science
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
©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.
Вчера, 20:05
4 минуты
Илья Ведмеденко

Компания Dynetics провела успешные тесты перспективной воздушной системы X-61A Gremlins, предполагающей запуск БПЛА с борта самолета-носителя. Во время испытания беспилотник находился в непосредственной близости от C-130.

Вчера, 19:05
4 минуты
Мария Азарова

Пациент — уроженец Исландии Феликс Гретарссон, лишившийся верхних конечностей более 23 лет назад из-за несчастного случая на работе — уже идет на поправку.

Вчера, 19:40
28 минут
Александр Речкин

Впервые я увидел «Стрелу», как и миллионы землян, двадцать второго марта, когда она пронзила голубую дымку утреннего неба. Чудовищный, по земным меркам, космический корабль завис на орбите нашей планеты. Говорят, он просто возник в мгновение ока. Его появление не сопровождали ни вспышки света, ни грохот, ни клубы ракетного огня.

Вчера, 19:05
4 минуты
Мария Азарова

Пациент — уроженец Исландии Феликс Гретарссон, лишившийся верхних конечностей более 23 лет назад из-за несчастного случая на работе — уже идет на поправку.

22 января
52 минуты
Александр Березин

Решение Совета по космосу РАН повременить с созданием сверхтяжелой ракеты для полетов на Луну звучит странно. Куда откладывать лунную ракету, когда в США средство полета туда отправится в космос уже в 2022 году? Если присмотреться к ситуации внимательно, все еще хуже. Starship — не просто ракета для полетов к Луне и Марсу, а технологическое решение, которое навсегда перевернет военно-политический баланс на Земле. Попробуем разобраться, откуда у «Роскосмоса» такое нежелание посылать людей в дальний космос и как прорывной проект Илона Маска может оказаться дорогой к настоящей Звезде Смерти.

22 января
4 минуты
Ольга Иванова

Особенно это касается витаминов D и A, а также холестерина и незаменимых аминокислот. Все эти показатели у детей, которых кормили в соответствии с веганским меню, оказались значительно ниже, чем у малышей, придерживавшихся обычной диеты.

4 января
2 минуты
Илья Ведмеденко

В России приступили к летным испытаниям нового Ту-214. По имеющимся данным, речь идет о третьем и заключительном экземпляре Ту-214ПУ, изготовленном по контракту от 2017 года.

6 января
42 минуты
Александр Березин

Попытки нашей страны создать замену сверхмассовому биплану советской эпохи терпят неудачи вот уже тридцать лет. Причина проста: кризис легкомоторной авиации в целом. Когда-то самая передовая часть авиастроения сегодня застряла на решениях большой древности — и без резкого изменения всей концепции "летающего такси" так и не увидит заметных результатов.

4 января
7 минут
Василий Парфенов

Наступление Мирового океана на сушу, как правило, связывают с глобальным потеплением. Однако испанские геологи описали еще одну проблему, которая только усугубляет ситуацию. Они подсчитали, что из-за проседания почв территория, на которой проживает 19% населения Земли, окажется ниже уровня моря уже к 2040 году.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: