Физики из МГУ создали сверхбыстрый фотонный переключатель

Физики из России и Австралии создали сверхбыстрый фотонный переключатель, работающий на кремниевых наноструктурах. Устройство может стать основой компьютеров будущего и позволить передавать данные с огромной скоростью. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nano Letters, а кратко о них сообщается в пресс-релизе Московского государственного университета имени Михаила Ломоносова (МГУ).

Ученые изготовили наночастицы методом электронно-лучевой литографии с последующим плазменным травлением. В конечном итоге ими был получен прибор, представляющий собой диск диаметром 250 нанометров, способный переключать оптические импульсы за время, исчисляемое фемтосекундами (фемтосекунда представляет собой одну миллионную долю от одной миллиардной доли секунды).

На фотонный переключатель можно отправлять два лазерных импульса, которые благодаря наличию у кремниевых наночастиц магнитных резонансов взаимодействуют друг с другом. Если эти импульсы приходят одновременно, то один из них (управляющий) вступает во взаимодействие со вторым и гасит его за счет эффекта двухфотонного поглощения.

Если импульсы приходят с разрывом во времени (от 100 фемтосекунд), то взаимодействие не происходит, и второй импульс проходит через наноструктуру, не изменяясь.

Как отмечают физики, их изобретение позволит в перспективе создавать устройства передачи и обработки информации на скоростях в десятки и сотни терабит в секунду. Подобная скорость позволила бы скачивать за одну секунду тысячи художественных фильмов в высоком качестве.

Работа физиков относится к фотонике, которая изучает оптические сигналы, а также занимается созданием на их базе устройств различного назначения. В частности, в отличие от электроники, где сигнал передает электрон, в фотонике этой цели служит электромагнитный квант.