Крылья бабочки поднимают вычислительную оптику на новый уровень | Наука 21 век

Наука 21 век » Крылья бабочки поднимают вычислительную оптику на новый уровень





Крылья бабочки поднимают вычислительную оптику на новый уровень

Сентябрь 19th, 2013

Крылья бабочки поднимают вычислительную оптику на новый уровеньИсследователи из Австралийского университета Суинберна  и Университета Фридриха-Александра в Эрлангене и Нюрнберге разработали искусственные кристаллы с уникальными оптическими свойствами, которые могут привести к новому этапу в развитии квантовой вычислительной техники и телекоммуникаций. Что их вдохновило на это открытие? Необыкновенной красоты зелёные крылья бабочки-малинницы (Callophyrs Rubi).

Для разработки оптических чипов следующего поколения учёные хотят добиться способности управлять светом на наноуровне. Светоделители, которые направляют поток света на основе линейной поляризации, уже существуют, и такие же устройства, но основанные на круговой поляризации, будут важным компонентом многих конструкций оптических чипов. До сих пор такого устройства не существовало.

Крылья бабочки Callophyrs Rubi содержат массив взаимосвязанных, нано-цилиндрических пружинок. Именно эта структура придаёт крыльям бабочки блестящий зеленый цвет, и она же стала основой для разработки нового фотонного кристалла.

Крылья бабочки поднимают вычислительную оптику на новый уровень

«Фотонный кристаллический светоделитель, который мы сделали, является фундаментальным оптическим компонентом для управления поляризованным светом, Возможность напрямую работать с циркулярной поляризацией в микроскопическом масштабе является уникальной чертой нашего устройства», - объясняет доктор Марк Тёрнер (Mark Turner) из Университета Суинберн.
 
Учёные использовали трехмерные лазерные нанотехнологии для создания фотонных кристаллов, взяв за основу строение крыльев бабочки. В результате получилась микроскопическая призма, которая содержит свыше 750 000 полимерных наностержней. Когда свет фокусируется на этом светоделителе, он отражается или передается через него, в зависимости от поляризации.

«Тот факт, что устройство настолько крошечное (ширина его меньше человеческого волоса) гарантирует, что большое количество таких микроскопических устройств может быть упаковано в небольшой "оптический чип", такой же, как электронный чип», - говорит доктор Тёрнер..

Помимо применения в квантовой телепортации и в квантовой вычислительной оптике, где циркулярная поляризация может быть использована для выполнения квантовых операций, новые возможности, которые открываются благодаря фотонному кристаллическому светоделителю могут привести к повышению скорости доступа к сети Интернет, а также могут стать полезными для химической разведки.

«Биологическая и химическая разведка часто измеряет уровень поляризации образца, для того, что выяснить, что он из себя представляет. Циркулярная поляризация может представить подробную информацию о симметрии в образце и поможет обнаружить определенные сложные биомолекулы», - заявил Тёрнер.

Данные исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.

По материалам Gizmag.

Анастасия Полянская nauka21vek.ru