Магнитофотонный кристалл
Российские физики разработали магнитофотонный кристалл, способный менять интенсивность отраженного света под действием магнитного поля. Технология может стать важным элементом будущих оптических компьютеров, где информацию будут переносить не электроны, а фотоны. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Photonics.
Исследование выполнили ученые Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова при поддержке Российского научного фонда. Главная особенность созданной структуры заключается в том, что она позволяет буквально «подкручивать» параметры светового сигнала с помощью внешнего магнитного поля.
Экспериментальная установка для изучения изменения интенсивности пучков света под действием магнитного поля.В основе разработки лежит так называемый эффект, или сдвиг Гуса—Хенхен (The Goos–Hänchen effect), открытый в 1943 году немецкими учеными Германом Гусом и Хильдой Хенхен. Обычно свет после отражения возвращается не совсем из той точки, куда попал изначально: возникает небольшой сдвиг примерно на 500 нанометров. Фотонные кристаллы способны многократно усиливать этот эффект, удерживая свет внутри своей структуры и увеличивая смещение уже до миллиметровых масштабов.
Чтобы получить полностью управляемый эффект Гуса—Хенхен, исследователи нанесли на многослойный фотонный кристалл из оксида кремния и тантала тонкую магнитную пленку на основе висмута, иттрия и железа. После этого образец облучили лазером и проследили за поведением отраженного излучения.
Аспирантка физического факультета МГУ, соавтор исследования Анастасия НеровнаяЭксперимент показал любопытную картину. Один отраженный луч оставался в исходной точке, а второй смещался на десятки микрометров благодаря своеобразному «захвату» света внутри кристалла. Самое интересное произошло после включения магнитного поля: ученые смогли изменять яркость отраженных пучков и на 19% изменить интенсивность свечения в области между ними.
По сути, кристалл превратился в миниатюрный оптический регулятор. В будущем такие элементы могут играть роль модуляторов — компонентов, кодирующих и обрабатывающих данные в фотонных вычислительных системах. Вместо электрических сигналов информация будет передаваться управляемыми световыми импульсами.
Руководитель проекта Александр ФроловРуководитель проекта Александр Фролов сообщил, что следующей задачей станет создание кристаллов с еще большей задержкой света внутри магнитного слоя. Это позволит сильнее смещать лучи и заметнее менять их интенсивность. Для этого команда планирует испытать новые магнитооптические материалы и оптимизировать размеры структуры.
В дальнейшем мы планируем изготовить магнитофотонный кристалл с еще большей задержкой света в магнитном слое. Для этого можно будет попробовать новые магнитооптические материалы для фотонного кристалла и оптимизировать его размеры для лучшего захвата света.Александр Фролов
Иллюстрация в рецензируемом журналеНедавно физики придумали, как замедлить свет в миллионы раз. Подробности — в материале Hi-Tech Mail. А еще мы узнали, что оптические нанокомпьютеры смогут работать с близкими к нулю затратами энергии.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
