Свет контролирует свет: исследователи из разных стран выявили уникальные нелинейные свойства первоскитных волноводов

Исследователи из России и других стран выявили, что волноводы на основе перовскитов обладают исключительными нелинейными характеристиками, что открывает возможность разработки сверхскоростных оптических процессоров. Научное исследование было проведено при поддержке Университета ИТМО, расположенного в Санкт-Петербурге. Результаты работы показывают, что такие волноводы могут стать фундаментом для создания фотонных компьютеров, более быстрых и простых, чем современные электронные аналоги.

Перовскиты, искусственно созданные материалы, напоминающие природные минералы, активно взаимодействуют со светом благодаря формированию экситон-поляритонов — квази-частиц, сочетающих характеристики электронов и фотонов. Ранее предполагалось, что стабильность таких структур возможна лишь при крайне низких температурах, однако учёные доказали их устойчивость и при комнатной температуре. В ходе опытов учёные изготовили волновод из перовскита, имеющий толщину всего 100 нм, в котором световые импульсы перемещаются подобно автомобилям по трассе. Они разработали специальные «входы» и «выходы» для фотонов и установили, что мощные ультракороткие импульсы могут изменять свойства материала, как бы воздействуя на него.

Этот эффект позволяет использовать свет для управления светом, исключая необходимость в электронных элементах. Например, более слабый импульс проходит через волновод без изменений, тогда как более сильный способен изменить его и тем самым повлиять на последующие световые импульсы. Обнаруженное свойство способствует упрощению конструкции будущих процессоров, увеличивая их скорость работы. Исследователи из России, Германии, Швейцарии, Турции и Великобритании считают, что данная технология имеет потенциал для радикального преобразования фотонных вычислительных систем.

Источник: iXBT