Нелинейные метаматериалы ускорят обработку информации

Ученые из Массачусетского университета (UMass) Лоуэлла, Королевского колледжа Лондона, Парижского университета Дидро и Хартфордского университета обнаружили, что, объединив несколько материалов со слабо выраженными нелинейными характеристиками, можно сформировать новый метаматериал, обладающий превосходными нелинейными свойствами.

metamaterials

На рисунке показано, как два входящих (красных) фотона преобразуются в один отраженный (зеленый) фотон в результате взаимодействия света со структурой нанопроволок в метаматериале. Нанопроволоки расположены на расстоянии около 100 нанометров друг от друга, что составляет одну пятидесятитысячную часть диаметра человеческого волоса. Предоставлено Массачусетским университетом Лоуэлла.

 

Новый класс метаматериалов может быть структурно настроен для изменения цвета света, в результате получается фотон, обладающий другим уровнем энергии. Со слов профессора Виктора Подольского, взаимодействие фотонов является ключом к более быстрым оптическим вычислениям и обработке информации. Команда смогла показать, что изменение формы электромагнитных полей в метаматериалах с плазмонными компонентами может быть использовано для преобразования генерации второй гармоники (SHG) из поверхностного режима в объемный. Исследователи разработали теоретическое описание наблюдаемых явлений и показали, что нелинейный отклик может быть получен путем изменения структуры композитного материала.

 

Работа ученых представляет новую нелинейную оптическую платформу, которая может быть пригодна для интегрированной нелинейной фотоники. В будущем это может привести к созданию более компактных, высокоскоростных и бюджетных чипов, применяемых в области оптических коммуникаций.

 

По материалам https://www.photonics.com