| 0 |
|
Оптика и фотоника могут привести к революционным изменениям компьютерных технологий. Но хранение света в памяти требует особых устройств, микрорезонаторов, эта развивающаяся технология до сих пор не соответствует потребностям компьютерных систем. Возможным решением проблемы может стать использование необычных квантовых свойств света и качеств оптоволокна.
Группа ученых OFS Laboratories (Сомерсет, Нью Джерси, США) под руководством Михаила Сумецкого (Misha Sumetsky) предложила эффективный способ производства микрорезонаторов — за счет небольшого (в несколько нанометров) изменения диаметра обычного оптоволокна. Специально нарезанные узкие секции могут хранить световые пакеты пересылая их по спиральному пути внутри оптоволокна — получается микрорезонатор. Впрочем, «шепчущая галерея» (Whispering Gallery) — вогнутая поверхность, внутри которой волна распространяется по рикошетирующей траектории — хорошо известный феномен. Заслуга ученых в том, что им удалось создать быстрый, эффективный способ, который позволяет с большой аккуратностью производить цепочки таких галерей, при этом существенно используются ранее неизвестные свойства оптоволокна.
Современные технологии производства микрорезонаторов основаны на процессе кремниевой литографии, когда в подложке протравливаются элементы точной формы. Для микрорезонаторов обычно нужно создать длинную последовательность микроскопических петель, которые захватывают фотоны и направляют из по кругу. Чем длиннее цепочка, тем дольше сигнал хранится в памяти. К сожалению, особенности производственного процесса таковы, что в петлях имеются небольшие дефекты, вызывающие ослабление и затухание сигнала.
Оптоволокно, по сути очень чистый вид стекла, состоит из ядра и оболочки с разными показателями рефракции, т.о. использует фундаментальные свойства света и рефракцию для того, чтобы не допустить деградации и диффузии светового импульса, что позволяет передавать сигнал на большие расстояния. При этом движение света можно замедлить, запустив его по спиральной траектории. Для этого оптоволокно сужается, что вынуждает луч выходить из ядра оптоволокна в волокно, расположенное перпендикулярно и очень близко к исходному. Этот эффект известен как «evanescent coupling». при этом луч движется не по ядру, а по поверхности оптоволокна, образуя очень плотную спираль.
Как установили ученые, что расширение или сужение оптоволокна существенно меняет свойства «шепчущей галереи», и луч перемещается по поверхности в прямом и обратном направлении между местами сужения практически без потери сигнала.
Предложенный образец оптоволоконного микрорезонатора может хранить световой пакет вдвое больше, чем микрорезонатор, произведенный с помощью литографии, и, по мнению ученых, его эффективность можно еще больше повысить. Более того, разработчикам удалось объединить 10 оптических микрорезонаторов, что чрезвычайно важно для построения прототипа оптического чипа.
Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Letters Американского оптического общества (OSA).
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
