Самый маленький в мире оптический переключатель

05Февраля2016

Автор: Становой Сергей

Быстрое развитие микроминиатюрных оптических устройств позволит нам в скором будущем использовать не традиционные компьютерные системы, созданные с использованием электрических цепей, а их оптические аналоги. Однако до сих пор существуют ограничения диктуемые законами квантовой физики, которые не позволяют делать подобные компоненты сколь угодно малыми. Но и это ограничение, похоже, скоро будет преодолено. По крайней мере, так считают исследователи из Швейцарской высшей технической школы ETH Zurich.

Швейцарским ученым удалось не только доказать возможность подобной минимизации оптических компонентов, несмотря на ограничения квантовой физики, но и воссоздать один из подобных компонентов, который можно считать самым маленьким на сегодняшний день оптическим переключателем.

Новый переключатель состоит всего лишь из одного атома кремния и схемы управления, имеющей размеры меньше длины волны используемого монохромного лазерного света. Именно поэтому законы квантовой физики и не влияют на ее работу. По крайней мере, так утверждают сами исследователи. Они признались, что поначалу были сами удивлены, что компонент вообще заработал.

Оптический переключатель представляет собой микроминиатюрный оптический волновод из кремния, зажатый между крохотными контактами из серебра и платины. Контакты расположены друг от друга на расстоянии нескольких нанометров. Благодаря специальным выступам фактическое расстояние между этими микроминиатюрными электродами равняется размерам одного атома.

Теперь, если к серебряному и платиновому электродам приложить переменное напряжение, то оно откроет волновой канал, через который может пройти порция света с длиной волны 1,55 мкм (лазерный луч). Исследования показали, что управляющее напряжение может меняться с частотой в несколько миллионов раз в секунду. Следовательно, и волновой канал сможет закрываться и открываться с такой же скоростью.

По сути, исследователям удалось создать не оптический переключатель, а оптический преобразователь (модулятор) электрического сигнала в световой.

Конечно же, новую разработку еще придется довести до логического завершения, но уже сейчас понятно, что эра высокоскоростных оптических вычислительных систем не заставит себя долго ждать.

Источник информации: ETH Zurich (www.ethz.ch)