Производительность электронных
устройств в компьютерном и телекоммуникационном оборудовании приближается к
фундаментальному пределу, за которым развитие информационных технологий
становится невозможным.
Поэтому для обеспечения
прогресса в повышении быстродействия в вычислительных процессах ученые ищут
альтернативные технические решения в других областях физики, и главные надежды
на достижение желаемых результатов в этой деятельности находятся в области
оптики, в которой уже несколько десятилетий разрабатываются основы новой
прикладной науки – фотоники. Кроме увеличения быстродействия в обработке информации,
обеспечиваемого «заменой» ее носителей с элементарных электрических «частичек»
– электронов на элементарные «частички света» – фотоны, фотоника также
позволяет существенно снизить энергопотребление в процессорах.
Воплощение теоретических разработок
фотоники в элементной базе связано с решением многих ранее неизвестных сложных
научно-технических проблем, одна из которых – воздействие на потоки фотонов в
световодах для управления их распространением, модуляцией и другими
характеристиками. Для реализации этого процесса используются так называемые
«остаточные световые поля», которые могут работать лишь в тончайшем
приповерхностном слое световода. Однако такая технология управления светом в
световоде неприменима на практике, поскольку она обладает очень низкой
эффективностью.
И вот недавно группой ученых
Школы инженерных и прикладных наук при Колумбийском университете разработано
весьма оригинальное решение, заключающееся в том, что световой поток выводится
из световода, с ним производятся необходимые «манипуляции», а затем
«обработанный» световой поток возвращается в световод. Выведение света из
световода осуществляется системой оптических наноантенн, сформированной на
поверхности световода. «Вытягивание», преобразование и введение света в
световод производятся на его отрезке длиной не более двух длин волн света.
Таким образом габариты устройств управления светом в световодах можно уменьшить
в 10-100 раз, по сравнению с известными аналогами.
См. также:
Комментарии
Отправить комментарий