Магнитофотонные модуляторы ускорят появление голографической памяти

Скорость записи в трёхмерной голографический памяти напрямую определяется скоростью переключения пространственного модулятора света. Быстродействие таких устройств в свою очередь ограничивается свойствами жидких кристаллов. Они вращают плоскость поляризации поворачивая саму молекулу жидкого кристалла, на что уходят десятки миллисекунд.

Сотрудники Лаборатории нанофотоники и метаматериалов Физического факультета МГУ при участии японского физика Митсутеру Иноуэ (Mitsuteru Inoue) предложили реализовать такое вращение не механическим поворотом, а посредством эффекта, открытого ещё Фарадеем. Плоскость поляризации света испытывает вращение при его прохождении через намагниченный материал.

Иноуэ ещё в 1998 г. предложил идею пространственных модуляторов света, базирующихся на новых наноструктурах — магнитофотонных кристаллах. Эти микрокристаллы содержат оптические резонаторы — систему из двух параллельных зеркал. Фотон, «пойманный» между двух этих зеркал, выходит оттуда с заметным опозданием. Поэтому, если поляризованный свет в этом кристалле подвергается действию магнитного поля, эффект Фарадея усиливается с каждым прохождением от зеркала к зеркалу, и в конечном итоге становится гораздо более заметным.

«В нашем эксперименте на реальных кристаллах мы замедлили свет примерно в 10 раз по сравнению с его распространением в воздухе. И это усилило фарадеевское вращение на порядок величины!», — сообщила участница работы, Татьяна Долгова.

В частности, скорость вращения была столь велика, что изменение плоскости поляризации было заметно даже на протяжении лазерного импульса длительностью всего 200 фемтосекунд.

Величина наблюдаемого эффекта все же пока недостаточна для его практического использования, однако участники исследования считают, что эта проблема не имеет фундаментального характера. Главным итогом они считают демонстрацию принципиальной возможности сверхскоростной модуляции света в магнитофотонных кристаллах.

Группа профессора Иноуэ уже показала образцы голографический памяти и 3D-дисплеев, использующих магнитофотонные пространственные модуляторы света. В дальнейших планах — создание фотонной логики, коммутаторов, накопителей и прочих компонентов будущих фотонных компьютеров.

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