Ученые Йельского университета объявили о создании первого в мире «антилазера» — прибора, способного гасить лазерное излучение.

. В оптическом компьютере для передачи сигналов вместо электронов используются фотоны света.

Хотя науке давно известны различные способы поглощения света, новая разработка, как утверждают ученые, уникальна тем, что позволяет поглощать свет с определенной длиной волны.

«Изучив историю вопроса, мы выяснили, что ряд физиков предлагали такую идею в книгах и научных докладах, но на практике ее никто так и не реализовал», — рассказывает физик Йельского университета Дуглас Стоун, один из руководителей исследовательской группы, разработавшей антилазер. Прибор создан на основе теоретической работы, опубликованной Стоуном летом прошлого года. Статья об антилазере вышла в журнале Science от 18 февраля.

Лазеры (от английской аббревиатуры LASER, light amplification by stimulated emission of radiation — "усиление света посредством вынужденного излучения") генерируют когерентный свет — поток фотонов, имеющих одинаковую частоту, амплитуду и тип волны.

Свой прибор исследователи назвали «идеальным поглотителем когерентных лучей» (Coherent Perfect Absorber, CPA). Он представляет собой кремниевую основу, которая захватывает в ловушку и рассеивает входящий когерентный свет с определенной длиной волны. Другими словами, если лазер генерирует когерентный свет, то CPA такой свет поглощает. При этом энергия света рассеивается, преобразуясь в тепло.

«Антилазерный» переключатель мог бы выполнять одну из главных задач в оптическом компьютере — задачу управления светом, используемым для кодирования информации. Например, CPA можно было бы применять в качестве оптического переключателя, поглощающего свет с определенной длиной волны и пропускающего лучи с другими длинами волн. Прибор также можно использовать для распознавания входящего света или в качестве волновода, отправляющего лучи по определенным маршрутам.

Таким образом открывается возможность заменить транзисторы в компьютерах будущего на оптические переключатели. Оптические компьютеры могут быть мощнее нынешних, учитывая, что размеры оптических компонентов можно было бы уменьшить сильнее, чем позволяют физические пределы нынешних электронных технологий.

Как и у любого прототипа, у CPA есть определенные ограничения, которые, по мнению исследователей, в дальнейшем можно будет преодолеть. Нынешний CPA поглощает 99,4% входящего света, однако исследователи хотят довести этот показатель до 99,999%. Кроме того, у прототипа CPA ширина 1 см, но, по оценкам разработчиков, они сумеют уменьшить ее всего до 6 мкм.

Антилазер захватывает волны света в ловушку, между стенками которой они циркулируют, пока не будут поглощены и рассеяны в виде тепла. Иллюстрация: Yidong Chong/Yale University.

 

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями