Svetlobna bliskavica navdihuje novo nanolsko svetlobo

Magicians assisted by Jinns and Demons - Multi Language - Paradigm Shifter (Julij 2019).

Anonim

Preoblikovani nizkocenovni laserski vir, ki skladišči svetlobno energijo znotraj diskov na nanosu, bi lahko podpiral razvoj optičnih pogonov, ki so na voljo na računalniku, razkriva simulacijsko študijo, ki so jo vodili raziskovalci KAUST.

Fotonske naprave, ki uporabljajo kontrolirane laserske impulze za manipulacijo s podatkovnimi stikali, biomedicinskimi vsadki in sončnimi celicami, so iskane, ker so hitro strele v primerjavi s tradicionalno elektroniko; vendar pa trenutni prototipi niso bili trženi zaradi težav pri izdelavi laserjev, ki so dovolj majhni, da se lahko prilegajo na plošče računalniških vezij, obenem pa ohranjajo tudi zmogljivosti za oblikovanje impulzov.

"Izziv zmanjšanja optičnega vira do nanometra je, da začne močno oddajati energijo v vseh smereh, " je pojasnila Andrea Fratalocchi, izredna profesorica elektrotehnike. "To je skoraj nemogoče nadzirati."

Partnerstvo s skupino Yurija Kivsharja na avstralski nacionalni univerzi je razkrilo poti, s katerimi so premagale optične difrakcijske limite z nekonvencionalnimi laserji iz anapolov. Ker so narejeni iz polprevodnikov, oblikovanih v natančno velikih nanodiskih, se anapoli odzivajo na lahno stimulacijo s proizvodnjo elektromagnetnih valov, ki bodisi radiirajo ali vrtijo v toroidnih porazdelitvah v obliki kroja.

Na specifičnih frekvencah vzbujanja interferenca med dvema poljema ustvarja stanje - anapol - ki ne oddaja energije v nobeni smeri in pasti v notranjosti nanodiska.

"Ta laser si lahko zamislite kot energijski rezervoar - ko je laser vključen, shranjuje svetlobo in ga ne pusti, dokler ga ne želite zbrati, " je dejal Fratalocchi.

Za odklepanje potenciala tega novega vira svetlobe je skupina KAUST simulirala različne inženirske arhitekture, ki uporabljajo kvantne algoritme.

Ti izračuni, skupaj z izboljšano integracijo mikročipa in tisočkratnimi izboljšavami pri povezovanju z optičnimi usmerjevalniki, napovedujejo, da lahko anapol nanolaserji ustvarjajo ultrabrzne svetlobne impulze, ki so edinstveno primerni za proučevanje naravnih vzorcev signalne in nevronske povezave.

Fratalocchi ugotavlja, da bi nanolaserji opazovalci bili nevidni, dokler jih ne bo motil bližnji predmet. Posledično bi lahko razporeditev valjastih svetlobnih virov v zanko uporabili za izdelavo verižne reakcije emisij svetlobe, ki bi bila nastavljiva tako majhna kot femtosekundni impulzni časi.

"To je resnično kot populacija svetilk, kjer posamezniki sinhronizirajo svoje emisije v lepe vzorce, " je pojasnil: "Ko nanosnike položimo blizu, lahko dobimo podoben nadzor nad impulzi."

Modeli ekipe kažejo, da lahko integriranje različnih zank nanopolarjev anapola povzroči nihajoče dinamične vzorce, ki so koristni za reprodukcijo možganskih podobnih dejavnosti, kot so strojno učenje in pridobivanje pomnilnika po nizki ceni, ker platforma potrebuje le delujoče poceni silicijeve rezine.

menu
menu