Ученые МГУ создали фотонный кристалл с магнитным управлением светом
Ученые МГУ создали фотонный кристалл, который позволяет с помощью магнитного поля менять интенсивность отраженного света. Разработка может стать основой устройств для обработки информации в фотонных компьютерах.
Источник: Магнитофотонный кристалл, захватывающий свет. Источник: Александр Фролов / МГУ имени М.В. Ломоносова
МОСКВА, 8 августа /Новости науки/. Ученые МГУ создали фотонный кристалл, меняющий интенсивность отраженного света в магнитном поле. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Разработка может использоваться в фотонных компьютерах, где информацию обрабатывают с помощью частиц света — фотонов, а не электронов. Для таких систем необходимы компактные устройства, способные быстро и точно управлять характеристиками световых потоков.
«В дальнейшем мы планируем изготовить магнитофотонный кристалл с еще большей задержкой света в магнитном слое, чтобы увеличить эффект сдвига пучков и еще больше изменить интенсивность свечения в области между отраженными пучками при включении магнитного поля», — рассказал руководитель проекта, научный сотрудник физического факультета МГУ Александр Фролов.
Кристалл состоит из чередующихся слоев оксидов кремния и тантала. На его поверхность исследователи нанесли тонкое покрытие из магнитного материала на основе висмута, иттрия и железа. Благодаря этому свойства отраженного света можно изменять внешним магнитным полем.
Во время эксперимента ученые направили на кристалл лазерный луч и зарегистрировали два отраженных пучка. Один возник непосредственно в точке падения света, а второй сместился на десятки микрометров из-за задержки света внутри кристалла. Магнитное поле позволило делать эти пучки сильнее или слабее и на 19% менять интенсивность свечения в области между ними.
В основе разработки лежит эффект Гуса — Хенхен, при котором отраженный свет смещается относительно точки падения на поверхность. Фотонные кристаллы усиливают этот эффект, поскольку способны ненадолго удерживать свет внутри своей многослойной структуры. В перспективе такое управляемое смещение позволит кодировать и обрабатывать данные с помощью оптического излучения.
Исследование поддержал Российский научный фонд. Его результаты опубликованы в журнале ACS Photonics.
Разработка может использоваться в фотонных компьютерах, где информацию обрабатывают с помощью частиц света — фотонов, а не электронов. Для таких систем необходимы компактные устройства, способные быстро и точно управлять характеристиками световых потоков.
«В дальнейшем мы планируем изготовить магнитофотонный кристалл с еще большей задержкой света в магнитном слое, чтобы увеличить эффект сдвига пучков и еще больше изменить интенсивность свечения в области между отраженными пучками при включении магнитного поля», — рассказал руководитель проекта, научный сотрудник физического факультета МГУ Александр Фролов.
Кристалл состоит из чередующихся слоев оксидов кремния и тантала. На его поверхность исследователи нанесли тонкое покрытие из магнитного материала на основе висмута, иттрия и железа. Благодаря этому свойства отраженного света можно изменять внешним магнитным полем.
Во время эксперимента ученые направили на кристалл лазерный луч и зарегистрировали два отраженных пучка. Один возник непосредственно в точке падения света, а второй сместился на десятки микрометров из-за задержки света внутри кристалла. Магнитное поле позволило делать эти пучки сильнее или слабее и на 19% менять интенсивность свечения в области между ними.
В основе разработки лежит эффект Гуса — Хенхен, при котором отраженный свет смещается относительно точки падения на поверхность. Фотонные кристаллы усиливают этот эффект, поскольку способны ненадолго удерживать свет внутри своей многослойной структуры. В перспективе такое управляемое смещение позволит кодировать и обрабатывать данные с помощью оптического излучения.
Исследование поддержал Российский научный фонд. Его результаты опубликованы в журнале ACS Photonics.
