Связь может стать в 1000 раз быстрее

Многие технологии связи сегодня используют свет в качестве носителя данных. Вплоть до недавнего времени изучение электронных и оптических устройств на базе материалов, которые составляют основу современной электроники, в основном опиралось на нелинейные оптические эффекты, что давало в результате полосу пропускания, ограниченную гигагерцевым диапазоном.

Теперь благодаря исследованиям, выполненным в Питсбургском университете, был продемонстрирован физический базис для получения терагерцевого диапазона (частоты между инфракрасным и микроволновым излучением).

Ученым удалось получить гребенчатый спектр, возбудив когерентные колебания атомов в полупроводниковом кремниевом кристалле и разложив частоту на серию спектральных линий, которая покрывает диапазон более 100 ТГц.

«Способность модулировать свет на таких частотах может увеличить скорость передачи данных более чем в 1000 раз по сравнению с имеющимися технологиями, - сказал проф. Хрвойе Петек (Hrvoje Petek) из Питсбурга. – Излишне говорить, что это давно ожидаемое открытие в данной области».

Чтобы исследовать оптические свойства кремниевого кристалла, проф. Петек и его команда изучала изменения отражательной способности после возбуждения интенсивным лазерным импульсом. Команда обнаружила, что после возбуждения отраженный свет осциллирует на частоте 15,6 ТГц, максимально возможной частоте механических колебаний атомов в решетке кремния. Эти колебания вызывали дополнительные изменения в поглощении и отражении света, умножив основную частоту примерно в семь раз. Петек и его команда впервые смогли увидеть такой гребенчатый спектр у кристаллического твердого тела.

«Хотя мы ожидали увидеть колебания с частотой 15,6 ТГц, мы не осознавали, что возбуждение могло изменить свойства кремния столь радикально, - сказал проф. Петек. – Открытие явилось результатом как использования уникальных приборов, так и глубокого анализа явления сотрудниками».

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365