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 3 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Mercedes представила электрический коммерческий минивэн
Кейсы
Интернет для всех
В США отменят сетевой нейтралитет 14 декабря
В Швейцарии введут единую систему онлайн-идентификации
Электронная идентификация
Looking Glass представил устройство для взаимодействия с голограммами
Голограммы
ЭКГ поможет точно диагностировать депрессию и биполярное расстройство
Медицина будущего
Блокчейн может сэкономить крупным супермаркетам миллиарды долларов
Блокчейн
На Fiverr составляют проспекты эмиссии для ICO за $100
ICO
Три способа повысить эффективность концентрированной солнечной энергии
Чистая энергия
Мировые продажи электромобилей выросли на 63%
Электромобили
Японская деревня проведет ICO для оживления экономики
ICO
После ICO компании пропадают или теряют деньги
ICO
В 2018 году Госдума рассмотрит конвенцию о робототехнике и ИИ
Кейсы
Коктейль из трех лекарств поможет лечить болезнь Альцгеймера
Медицина будущего
Прогнозы
5 прогнозов для транспортной отрасли на 2018 год
Ученые научились преобразовывать выбросы CO2 в топливо
Тренды
Интернет вещей поможет повысить урожай
Интернет вещей
В ожидании конца света американцы запасаются биткойнами
Криптовалюты
«У стартапов, создающих мозги для ИИ, всего один шанс на успех»
Искусственный интеллект
Электротранспорт
Глава Toyota: «Tesla нам не враг, но и не образец для подражания»
МГУ попал в Топ вузов с высоким уровнем трудоустройства выпускников
Тренды
В Британии одобрили лекарство, которое замедляет развитие рака груди
Тренды
5 компаний, которые меняют подход к блокчейну
Блокчейн
Искусственный интеллект
Китай будет выпускать ИИ-чипы, которые в 20 раз эффективнее NVIDIA
Промышленные роботы становятся эффективнее человека
Рынок труда
Обнаружена связь между высоким IQ и успешностью в видеоиграх
Видеоигры
Новый способ магнитной записи данных позволит создать нейронные сети
Идеи
«Летающее такси» SureFly совершит первый полет в январе 2018
Летающие такси
Lauva представила электробайки со спрятанной в раму электроникой
Электровелосипеды
Alibaba покупает треть крупнейшей сети супермаркетов Китая
Кейсы
Рынок систем хранения энергии удвоится 6 раз до 2030 года
Тренды
Алгоритм AISense позволит вспомнить все разговоры
Обучение машин
McKinsey: «Персонализация — это не то, что вы думаете»
Цифровой маркетинг
Индия хочет решить проблемы с недвижимостью через блокчейн
Блокчейн
Искусственный интеллект
ИИ распознает поддельную картину по одному мазку кисти
Новая технология позволит биологам заглянуть в самый центр хромосомы
Биомедицина
Маск: «Ракетные технологии дадут Roadster революционные возможности»
Мнения
IEEE представил три новых закона робототехники
Робоэтика
Новое устройство одновременно производит электроэнергию и водород
Идеи
При переходе на чистую энергию Siemens сократит 7000 рабочих мест
Чистая энергия
Uber купит у Volvo 24 тысячи XC90 и сделает их беспилотными
Беспилотный транспорт
Рейтинг лучших
25 главных изобретений 2017 года
Tencent: первая китайская компания с капитализацией свыше $500 млрд
IT-гиганты
На смену лекарствам могут прийти световые импульсы
Медицина будущего
Британия вложит £20 млн в привлечение молодежи в кибербезопасность
Образование
В новых моделях iPhone, возможно, будут 5G-модемы от Intel
Переход на 5G
Банки продовольствия переходят на вертикальные фермы
Еда будущего
Носимые фитнес-трекеры Spire не требуют подзарядки
Гаджеты
Новый HUD-дисплей для Lincoln — еще один шаг к дополненной реальности
Транспорт будущего
Профессии будущего
21 профессия будущего — от дата-детектива до криптокоуча