Ученые из Университета Райса разработали способ расположения наночастиц металлов в форме дисков в геометрические узоры, который позволяет создавать оптические процессоры, преобразующие входящий сигнал света в выходящий свет другого цвета. Это крупное достижение группы, состоящей из физиков-теоретиков и инженеров прикладной физики из лаборатории Райса, занимающейся нанофотоникой (LANP), описывается в последнем номере «Трудов Национальной академии наук».
Для создания своего устройства команда ученых использовала метод, известный как «четырех волновое смешивание», или «ЧВ — смешивание». В этом методе входящий свет может непосредственно управляться другим светом. «ЧВ — смешивание» широко изучалось и до этого, но впервые с помощью структур из нанодисков, появилась возможность производить материалы, которые могут работать с широким спектром входных и выходных цветовых сигналов.
Обработка информации внутри современных компьютеров, смартфонов и планшетов осуществляется с помощью электрических сигналов. Если для этого использовать свет вместо электричества, то можно получить более быстрые и потребляющие меньшую энергию компьютеры, значительно увеличить технологии виртуализации серверов Microsoft Windows Server Standard, который купить можно без особых проблем. Но как считают ученые, создание оптических компьютеров осложняется квантовыми правилами, которым подчиняется свет.
«В большинстве случаев, один луч света не будет взаимодействовать с другим, — сказал соавтор нового исследования, физик-теоретик LANP Питер Нордландер (Peter Nordlander). — Например, если вы возьмете два фонарика, и будете светить ими на стену, так чтобы их лучи пересекались, то ничего не произойдет. Свет, который исходит от первого фонарик, никак не влияет на свет от второго фонарика».
С помощью наноструктур из металлических дисков ученые создали своего рода нелинейную среду. Эти структуры были изготовлены с использованием электронно-лучевой литографии, позволившей им вытравить «шайбы» из золота, которые были размещены на прозрачной поверхности для оптического тестирования. Диаметр каждого диска составлял приблизительно одну тысячную толщины человеческого волоса. Каждый из дисков был предназначен для «сбора» энергии света определенной частоты. Создавая структуры из десятков таких близкорасположенных дисков, исследователи могли увеличивать нелинейные свойства системы, путем создания интенсивных электрических полей между дисками.
Источник: itword.org
