Ученые резко увеличили скорость управления лазерным светом
Физики из Тель-Авивского университета совместно с американскими коллегами создали метаповерхность для сверхбыстрого управления лазерным светом.
Команда ученых разработала наноматериал, способный управлять лазерными лучами с рекордной скоростью – за 74 квадриллионные доли секунды (фемтосекунды). Созданная физиками метаповерхность открывает новые перспективы для передачи данных, вычислений, сенсорики и квантовых технологий и задает новый стандарт управления светом. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Хотя скорость самого света огромна, современные электронные устройства реагируют на него относительно медленно. В телекоммуникационных системах оптический сигнал приходится преобразовывать в электрический для обработки, а затем обратно в оптический, что создает большие задержки. Новая разработка делает важный шаг в преодолении этого "бутылочного горлышка".
Новое устройство представляет собой ультратонкую поверхность с кремниевыми наноструктурами, размеры которых меньше длины световой волны. Под воздействием управляющего лазерного импульса оптические свойства метаповерхности мгновенно меняются, что позволяет динамически изменять направление и форму второго, основного луча. В лабораторных экспериментах исследователи с помощью такого лазерного управления успешно отклоняли основной луч на угол до 13 градусов и придавали ему различные пространственные формы.
Скорость переключения оказалась настолько высокой, что она практически совпала с длительностью самого управляющего лазерного импульса. Ученые считают, что скорость переключения можно еще увеличить, если использовать более короткие импульсы.
Соавтор работы доктор Лиор Михаэли отметила практическую значимость исследования: "Эта работа указывает на широкие возможности: использование специально разработанных структур для усиления взаимодействия между светом и веществом и превращение таких структур в инструменты управления, сенсорики и обработки информации".
Сейчас технология находится на стадии фундаментальных исследований, но в будущем она поможет создать полностью оптические вычислительные платформы и сделает необязательным преобразование оптических сигналов в электрические.
