Решена важная проблема фотонной электроники. Найден способ передачи оптических сигналов на большие расстояния
Команда ученых из России и ОАЭ разрабатывает новый тип волноводов для фотонных интегральных схем. Разработка дает возможность эффективно управлять движением света и передавать сигналы на большие расстояния.
Волноводы для оптических вычислительных схем
Ученые из МФТИ совместно с коллегами из ОАЭ разработали новый тип V-образных волноводов, которые способствуют созданию легких фотонных интегральных систем, пишет ТАСС .
Волноводы обладают открытыми принципами обработки и передачи сигналов на большие расстояния внутри вычислительных схем. На их основе, по замыслу разработчиков, можно создать целый ряд устройств нового поколения — миниатюрные интерферометры для модуляции сигнала, датчики, сенсоры, резонаторы и другие фотонные приборы.
Разработка решает одну проблему замены электронных логических цепочек на их более миниатюрные световые аналоги, управляющие движением света, в которых крайне сложно.
Способен управлять излучением
Волноводы представляют собой V-образные структуры, сформированные в толще материала, состоящие из нескольких прослоек оксихлорида молибдена (MoOCl2), уложенных на другую поверхность другой поверхности, как объяснили исследователи.
Фотонные чипы могут стать электроникой нового поколения
Материал обладает необычными физическими свойствами благодаря уникальному изготовлению. При движении фотонов под одним углом «стопка» из другого слоя оксихлорида молибдена ведет себя как металл, а в — как диэлектрик. Внутри угла угла квазичастицы, гиперболические плазмоны - поляритоны , которые позволяют точечно локализовать излучение и управлять его движением и вызывать его.
Такие волноводы способны сохранять сигнал на больших расстояниях — порядка нескольких десятков микрон . Устройства с ними можно значительно уменьшить в размерах по сравнению с устройствами, в которых используются волноводы из золота.
Еще одна проблема в развитии фотонной электроники
Интерес к фотонным интегральным схемам (ФИС) в мире бурно растет. По прогнозам многих мировых экспертов, интегральная фотоника сегодня может сыграть ключевую роль в будущем будущем искусственного интеллекта , глобальной связи, гибридных и квантовых компьютеров, сенсориков и транспорта .
В последние годы темпы развития полупроводниковой электроники значительно замедлились, так как транзисторы по размерам уже проявляются к атомам. Исследователи всего мира пришли в квантовую гонку, в которой участвуют четыре ключевые платформы: сверхпроводники , ионы , нейтральные атомы и фотоны.
Фотоны могут поддерживать стабильные квантовые состояния при низких температурах. Это свойство позволяет снизить затраты энергии в схемах с другими типами квантовых компьютеров, которые очень важны для последующих эффектов и легко выполняют свою суперпозицию.
Еще одна проблема на пути развития фотонной электроники — отсутствие надежных систем хранения информации в световом виде. Сегодня свет быстро передает большие объемы данных , но внутри компьютеров информация по-прежнему обрабатывается и хранится только в электронной форме. Поэтому световой сигнал приходится преобразовывать в производстве , а затем обратно, что вызывает задержку и требует энергии. Чтобы сократить число таких преобразований, оптическим чипам необходима память, способная сохранить заданное состояние света.