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.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Позавчера, 10:27
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

Вчера, 17:55
6 минут
Полина Гершберг

Благодаря принятию Монреальского протокола в 1989 году прогноз по среднегодовой температуре на 2050-й улучшился на 1 °C.

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?

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

Вчера, 14:50
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

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.

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?

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

[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: