Ученые из Люблянского университета разработали устройство на основе жидкого кристалла с красителем и полимерных волноводов. Энергопотребление снизилось более чем в 100 раз по сравнению с традиционной кремниевой фотоникой.
Исследователи из Словении создали оптический транзистор из капли жидкого кристалла и пластиковых волноводов. Для изготовления достаточно внести каплю пипеткой в каркас из волноводов. В кремниевой фотонике такой элемент потребовал бы сложных и неэкологичных технологических процессов.
Ученые добавили в каплю флуоресцентный краситель. Они возбудили его лазерным импульсом очень малой мощности. Фотоны не могли выйти из капли и многократно отражались от стенок — возник WGM-резонанс. Это дало огромное преимущество: в кремниевой фотонике импульсы света на два порядка мощнее.
Второй импульс другого цвета (другой длины волны) также малой мощности создал эффект усиления. Система получила дополнительную энергию от резонирующих фотонов. Переключатель испустил импульс света с задержкой после первого импульса. Длительность задержки зависела от того, когда подали второй импульс. Это позволяет управлять оптическим выходом при предельно малой мощности сигнала.
Преимущества мягких полимерных материалов — не только снижение энергопотребления более чем в 100 раз, но и простота изготовления. Жидкий кристалл можно ввести за доли секунды при низких температурах. Полимерные волноводы позволяют создавать гибкие и необычные геометрические формы, недоступные для жесткого кремния.
Технология пока не конкурирует с нейронными сетями на кремнии, но закладывает фундамент для полностью оптических логических вентилей, фотонных процессоров и нейросетей будущего. В перспективе — сверхбыстрые и сверхэкономичные вычислительные системы.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: ИИ-генерация
