Чип Калтеха управляет световым лучом за 74 фемтосекунды
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Калтеха разработали устройство, которое перенаправляет один световой луч другим за 74 фемтосекунды. Результаты опубликованы в Nature Nanotechnology, ведущий автор Клаудио Хайл сейчас работает в Калифорнийском университете в Беркли. Подход обходит электронное ограничение, которое сдерживает обычное управление светом на наносекундных или пикосекундных масштабах.
Ключевые факты
- Устройство перенаправляет пробный луч с помощью накачки за 74 фемтосекунды — примерно столько времени нужно свету, чтобы пересечь человеческий волос.
- Работа опубликована в Nature Nanotechnology, ведущий автор Клаудио Хайл — бывший постдок в Калтехе, ныне доцент Калифорнийского университета в Беркли.
- Обычное управление светом на основе электронного возбуждения ограничено наносекундными или пикосекундными временами из-за релаксации электронов.
- Устройство Калтеха использует оптический эффект Керра, при котором интенсивный луч накачки кратковременно меняет показатель преломления материала без возбуждения электронов в долгоживущие состояния.
Принцип работы
Команда Калтеха устранила необходимость в электрическом сигнале, используя мощный луч накачки с тщательно рассчитанным узором для временного изменения оптических свойств материала. Затем через материал проходил второй, более слабый пробный луч, и его направление менялось в соответствии с узором, созданным лучом накачки. Система основана на оптическом эффекте Керра, при котором интенсивный луч света кратковременно вызывает очень небольшое изменение показателя преломления материала. Изменение возникает из-за движения электронов внутри орбиталей, а не из-за перевода электронов в отдельные долгоживущие возбуждённые состояния.
Сравнение скоростей
Существующие технологии управления или модуляции света зависят от изменения электронных свойств материала, например жидкокристаллические панели в проекторах и оптические чипы в телекоммуникационных системах. В таких устройствах электроны переводятся в более высокие энергетические состояния, а затем релаксируют, создавая узкое место, которое ограничивает модуляцию света наносекундными или пикосекундными временами. Подход Калтеха обходит это ограничение, позволяя изменению появляться и исчезать почти так же быстро, как сам световой импульс.
1 источник
Время · отставание