Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Идеи

Исследователи рассчитали модель оптической системы, в которой большие потери в волноводах компенсируются при помощи малого усиления, сообщает пресс-служба МФТИ. Открытие позволяет практически без потерь передавать сигнал в плазмонных и нанооптических устройствах.

В фотонике исследуются сигналы, передающиеся с помощью фотонов, что значительно ускоряет перенос информации, так как фотоны движутся со скоростью света. Ученые во всем мире пытаются создать компьютер на оптоэлектронных элементах. Оптоволоконные кабели используются уже повсеместно. Однако в волноводах на микроэлектронном уровне есть проблема потерь энергии, а значит и потери сигнала, что сильно ограничивает на данный момент их применение.

Ученые из Института теоретической и прикладной электродинамики РАН, Всероссийского НИИ автоматики имени Духова и МФТИ решили рассмотреть параметрическое возмущение в системе из двух волноводов. Исследователи взяли один волновод с поглощающей средой, а второй — с усиливающей. Интенсивность электромагнитной волны в такой системе периодически изменяется, то возрастая, то убывая. Это происходит потому, что электромагнитная волна, распространяющаяся по одному из волноводов, взаимодействует с другим волноводом, что приводит к перетеканию поля из одного волновода в другой. В зависимости от того, в каком из волноводов (поглощающем/усиливающем) находится максимум поля, интенсивность волны или убывает, или возрастает. Скорость, с которой происходит перетекание поля между волноводами, зависит от расстояния между волноводами — чем меньше расстояние, тем больше скорость.

Авторы задались вопросом: можно ли, периодически изменяя расстояние между волноводами, так «настроить» перетекание поля между ними, что амплитуда электромагнитного поля в обоих волноводах будет возрастать даже в том случае, когда потери в первом волноводе превосходят усиление во втором?

Идея состояла в том, чтобы в момент, когда интенсивность системы достигает максимума, изменить расстояние между волноводами так, чтобы сконцентрировать поле в волноводе с усиливающей средой, что приведет к дальнейшему росту интенсивности сигнала. Периодически изменяя расстояние между волноводами можно в теории бесконечно увеличивать мощность.

Расчеты показали, что если настроить параметры волноводов на особую точку, в которой моды волн, распространяющиеся в волноводе, совпадают, то практически любое изменение параметров системы будет приводить к требуемому перераспределению поля. «Периодически изменяя расстояние между волноводами, действительно возможно „настроить“ перетекание энергии между ними так, что электромагнитные поля будут усиливаться при распространении по волноводам даже в том случае, когда потери превосходят усиление», — говорит руководитель исследования, доктор физико-математических наук Александр Пухов.

Помимо потерь в волноводах при увеличении амплитуды сигнала проявляются нелинейные эффекты, которые замедляют и ограничивают рост амплитуд. Это означает, что, применяя описанную схему, можно создать устойчивый постоянный сигнал, который будет надежно передавать информацию в фотонных схемах и в будущем может использоваться для создания фотонных компьютеров. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Intel подключит VR-гарнитуру к ПК через беспроводную сеть WiGig
Виртуальная реальность
«По объемам торгов криптовалюты скоро обойдут акции Apple»
Мнения
Власти Лондона отозвали лицензию у Uber
Кейсы
Курцвейл: «Власть правительств уменьшается из-за социальных сетей»
Прогнозы
Электромобили
«В 2021 году крупнейшие нефтяные компании объявят о своем банкротстве»
Создан гибрид радара и лидара
Беспилотный транспорт
Изобретена 3D-печать ядерного топлива
Атомная энергия
Материал из панцирей крабов и лобстеров заменит пластиковую упаковку
Идеи
«Курсы программирования — это заготовка дешевой рабочей силы»
Мнения
Американские военные испытали противодронный лазер
Военные технологии
Спустя 20 лет лекарство, которое подавляет гены, доказало свою эффективность
Идеи
Тренды
10 крупных компаний полностью откажутся от автомобилей с ДВС
В новые наушники Bose встроен голосовой помощник Google Assistant
Голосовые помощники
Инвестиции в науку о мозге выросли на 40% за 5 лет
Тренды
К 2030 году 60% всех пожилых людей в мире будет проживать в Азии
Демография
Новая трансмиссия сделает роботов эффективнее и дешевле
Робототехника
В Китае испытывают ядерные реакторы на бегущей волне
Тренды
Перовскитные панели станут эффективнее за счет энергии электронов
Солнечные панели
Daimler инвестирует $1 млрд в производство EV и аккумуляторов в США
Электромобили
Y Combinator 5 лет будет выплачивать БОД 1000 американцев
Идеи
Тренды
Начались тесты первого в мире клиновоздушного ракетного двигателя
Volvo будет реализовывать автомобили по подписке
Идеи
Tesla построит в Шанхае самую крупную в мире станцию Supercharger
Электромобили
Академии наук стран ЕС выступили против гомеопатии
Научный прогресс
Прибор SORS определяет поддельный алкоголь в запечатанной бутылке
Идеи
Суперкомпьютер впервые испытали в космосе
Космические технологии
Alexa поможет оказывать первую помощь
Голосовые помощники
Медицинские роботы
В Китае робот-дантист впервые автономно провел операцию на человеке
Секвенирован геном бесполого червя, который 18 млн лет клонировал себя
Генетика
Синтетическая молекула уничтожает дремлющий в клетках ВИЧ
Лечение ВИЧ
Украинский проект «зеленой» энергетики получил премию Bright Award
Идеи
Гравитация может быть следствием квантовых флуктуаций
Квантовая физика
Изобретен метод печати двух изображений на одной поверхности
Технологии печати
Мнения
Джек Ма: «Хватит готовить детей к работе на заводе»
Шестое массовое вымирание Земли начнется в 2100 году
Мрачный прогноз
Криптовалюты могут исполнить все мечты киберпреступников
Криптовалюты
Созданы антитела тройного действия, защищающие от ВИЧ
Лечение ВИЧ
Кейсы
В Китае заработала самая скоростная железная дорога в мире
Морские водоросли станут основой биотоплива
Возобновляемая энергетика
Knighscope представила новых роботов-охранников
Роботы-охранники
Тим Кук: «Будь я президентом, я бы монополизировал мировые таланты»
Мнения
Новый метод 3D-печати алюминия станет прорывом в металлургии
3D-технологии
Дрон-дирижабль Plimp исполняет мечту о безопасном полете
Транспорт будущего
Tesla совместно с AMD разрабатывает ИИ-процессор для робомобилей
Процессоры будущего
Человек будущего будет покрыт сетью имплантов и датчиков
Технологии будущего
Google купит часть бизнеса HTC
Кейсы
В США разработан дрон на водороде
Беспилотники
Китай собирает образцы ДНК, чтобы найти лекарства от всех болезней
ДНК-исследования
Идеи
Илон Маск выделил $15 млн на революцию в образовании
Сэм Альтман: «ICO — это пузырь, но что-то в нем есть»
Криптовалюты
Арнольд Шварценеггер представил электрический Hummer
Электромобили
Первый в мире молекулярный робот создает другие молекулы
Нанотехнологии
Крупнейшая финансовая группа Японии автоматизирует 9500 рабочих мест
Тренды