Plasmoniikka valoaaltoja sekoittamaan

07.12.2017

Imperial-College-London-valo-kanava-optiselle-laskennalle-300.jpgTiedonsiirrossa valoa käytetään jo rutiininomaisesti mutta datan prosessointiin sitä ei vielä ole saatu kesytettyä.

Tehokas optisten taajuuksien sekoittuminen on tyypillisesti kerättävä suurilta vuorovaikutuksien pituuksilta, koska epälineaariset reaktiot luonnollisissa materiaaleissa ovat luontaisesti heikkoja.

Normaalisti, kun kaksi valonsädettä risteävät toisiaan, yksittäiset fotonit eivät vuorovaikuta toisiinsa kuten kaksi elektronia tekevät kohdatessaan. Fotonien vuorovaikutuksen tuottamiseen käytetään epälineaarista optiikkaa.

Keskeinen ilmiö epälineaarisessa optiikassa on neljän aallon sekoitus (FWM). Se on keskeismodulaation ilmiö, jossa kahden tai kolmen aallonpituuden väliset vuorovaikutukset tuottavat kaksi tai yhden uuden aallonpituuden.

Nyt Imperial College Lontoon tutkijat ovat sulauttaneet plasmoniseen kaivantoon polymeerimateriaalia, jolla oli korkea epälineaarinen kerroin. Plasmonisen raon aaltojohde keskittää valon nanomittoihin, mikä tuottaa voimakkaan sähkömagneettisen kentän, joka indusoituu epälineaariseksi neljän aallon sekoitusprosessissa polymeerissä.

Puristamalla valo vain 25 nanometriä leveään kanavaan, sen lisääntynyt intensiteetti mahdollistaa fotonien vuorovaikuttavan lyhyelläkin etäisyydellä, muuttaen yhden mikrometrin pituisen kanavan toisesta päästä peräisin olevan valon ominaisuuksia.

Sen lisäksi, että saavutus on tärkeä askel kohti optista tietojenkäsittelyä, ryhmän saavutus voi ratkaista muitakin ongelmia epälineaarisessa optiikassa.

Koska tekniikka on toteutettu metallikanavalla, se on tehokkaampi kuin perinteiset läpinäkyvät materiaalit ja sitä voidaan käyttää myös sähköisten signaalien ohjaamiseen.

Tutkijoiden mukaan tekniikka tarjoaa monipuolisen alustan kompakteille epälineaarisen piifotoniikan piirirakenteille ja metallien ansiosta sitä voidaan integroida myös nykyisen elektroniikan kanssa.

21.05.2018Joustava ja monitoiminen energian talteenotto
18.05.2018Pienempiä ja tehokkaampia radiotaajuusmuuntajia
17.05.2018Kemistit luovat nopeampaa ja tehokkaampaa tiedonkäsittelyä
15.05.2018Materiaalimuokkaus tehostaa aurinkokennoja
14.05.2018Kuinka käyttää kaistanleveyttä tehokkaammin?
11.05.2018Uudet materiaalit kestäville ja edullisille akuille
09.05.2018Atomisen ohuita magneettisia muistirakenteita
07.05.2018Yksiulotteinen materiaali
07.05.2018Ioninen musta laatikko
03.05.2018Kvanttirajoja hätistellen

Siirry arkistoon »