Создан первый оптический транзистор на эффекте Фарадея
Физики научились изменять направление поляризации света при помощи тонкого полупроводника. Это технологическое достижение в будущем может быть использовано для создания оптических транзисторов, которые в свою очередь могут помочь в реализации компьютеров, работающих на гораздо более высоких частотах, чем их нынешнее поколение.
Струна может колебаться в разных направлениях: сверху-вниз, влево-вправо и т.д. У световых волн колебания происходят в одной плоскости и называются поляризацией.
Работающие в Венском технологическом университете профессор Андрей Пименов и его коллега Алексей Шуваев смогли построить систему, которая эффективно "разворачивает" луч, меняя его поляризацию. Об этом ученые сообщают в своей статье в журнале Physical Review Letters.
Изменение поляризации света при его прохождении через оптически неактивные вещества, находящиеся в сильном магнитном поле, называется эффектом Фарадея и известно уже достаточно давно. Но выраженность этого эффекта в экспериментах оставалась довольно низкой и явно недостаточной для практического применения.
Эффект Фарадея позволяет изменять поляризацию света
Теперь, используя тонкие полупроводники с очень высокой степенью очистки и тщательно подобранную длину световой волны, физикам удалось наблюдать эффект Фарадея, который "проявил себя" на несколько порядков сильнее, чем во всех предыдущих экспериментах.
Такая эффективность полупроводников для эффекта Фарадея оказалась удивительной. "Такой тонкий слой из любых других материалов, может развернуть луч лишь на доли градуса", - говорит профессор Пименов. В своей установке физикам удалось менять поляризацию света почти на любой необходимый угол.
Изменение поляризации происходит следующим образом. Световой пучок, падающий на полупроводник, возбуждает электроны, которые начинают колебаться. Внешнее магнитное поле меняет направление колебаний электронов, что в итоге приводит к тому, что свет, выходящий из полупроводника, имеет уже другую поляризацию.
Угол поворота зависит от величины и направления внешнего магнитного поля. Если на выходе луч света загородить фильтром, пропускающим лишь свет определенной поляризации, то система приобретает портретное сходство с обычными транзисторами. "В транзисторе - основном компоненте электрических схем - электрический ток контролируется внешним [электрическим] сигналом. В этом эксперименте луч света контролируется внешним магнитным полем. Две эти системы очень похожи друг на друга", - говорит профессор Пименов.
Тактовая частота процессоров сейчас поднимается крайне медленно, скорее стоит на месте. Дело все в физических ограничениях, не позволяющих увеличить частоту при используемых сейчас материалах. Оптические элементы - один из вариантов выхода из этого тупика.
Струна может колебаться в разных направлениях: сверху-вниз, влево-вправо и т.д. У световых волн колебания происходят в одной плоскости и называются поляризацией.
Работающие в Венском технологическом университете профессор Андрей Пименов и его коллега Алексей Шуваев смогли построить систему, которая эффективно "разворачивает" луч, меняя его поляризацию. Об этом ученые сообщают в своей статье в журнале Physical Review Letters.
Изменение поляризации света при его прохождении через оптически неактивные вещества, находящиеся в сильном магнитном поле, называется эффектом Фарадея и известно уже достаточно давно. Но выраженность этого эффекта в экспериментах оставалась довольно низкой и явно недостаточной для практического применения.
Эффект Фарадея позволяет изменять поляризацию света
Теперь, используя тонкие полупроводники с очень высокой степенью очистки и тщательно подобранную длину световой волны, физикам удалось наблюдать эффект Фарадея, который "проявил себя" на несколько порядков сильнее, чем во всех предыдущих экспериментах.
Такая эффективность полупроводников для эффекта Фарадея оказалась удивительной. "Такой тонкий слой из любых других материалов, может развернуть луч лишь на доли градуса", - говорит профессор Пименов. В своей установке физикам удалось менять поляризацию света почти на любой необходимый угол.
Изменение поляризации происходит следующим образом. Световой пучок, падающий на полупроводник, возбуждает электроны, которые начинают колебаться. Внешнее магнитное поле меняет направление колебаний электронов, что в итоге приводит к тому, что свет, выходящий из полупроводника, имеет уже другую поляризацию.
Угол поворота зависит от величины и направления внешнего магнитного поля. Если на выходе луч света загородить фильтром, пропускающим лишь свет определенной поляризации, то система приобретает портретное сходство с обычными транзисторами. "В транзисторе - основном компоненте электрических схем - электрический ток контролируется внешним [электрическим] сигналом. В этом эксперименте луч света контролируется внешним магнитным полем. Две эти системы очень похожи друг на друга", - говорит профессор Пименов.
Тактовая частота процессоров сейчас поднимается крайне медленно, скорее стоит на месте. Дело все в физических ограничениях, не позволяющих увеличить частоту при используемых сейчас материалах. Оптические элементы - один из вариантов выхода из этого тупика.
Ещё новости по теме:
18:20