Новости космоса и технологий. » Физика » Триллион витков световых сетей терагерцовых поляризованных байтов

Триллион витков световых сетей терагерцовых поляризованных байтов

Опубликовал: Admin, 20-10-2020, 01:01, Физика, 43, 0

Триллион витков световых сетей терагерцовых поляризованных байтов

Американские и итальянские инженеры продемонстрировали первую нанофотонную платформу, способную манипулировать поляризованным светом 1 триллион раз в секунду.

«Поляризованный свет можно использовать для кодирования битов информации, и мы показали, что можно модулировать такой свет на частотах терагерц », - сказал Алессандро Алабастри из Университета Райса, соавтор исследования, опубликованного на этой неделе в . Природа Фотоника .

«Это потенциально может быть использовано в беспроводной связи», - сказал Алабастри, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники инженерной школы Райса Брауна. «Чем выше рабочая частота сигнала, тем быстрее он может передавать данные. Один терагерц равен 1000 гигагерц, что примерно в 25 раз выше, чем рабочие частоты имеющихся в продаже оптических переключателей поляризации».

Исследование было результатом сотрудничества экспериментальных и теоретических групп Райса, Политехнического университета Милана (Politecnico) и Итальянского технологического института (IIT) в Генуе. Это сотрудничество началось летом 2017 года, когда соавтор исследования Андреа Скирато был приглашенным исследователем в лаборатории Райса физика и соавтора Питера Нордландера. Скирато является аспирантом Политехнического института и ИИТ под руководством соавтора-корреспондента Джузеппе Делла Валле из Политехнического института и соавтора Ремо Проетти Заккария из ИИТ.

Каждый из исследователей работает в области нанофотоники, быстро развивающейся области, в которой используются сверхмалые инженерные структуры для управления светом. Их идея сверхбыстрого управления поляризацией заключалась в том, чтобы извлечь выгоду из крошечных, мимолетных изменений в генерации высокоэнергетических электронов в плазмонной системе метаповерхность .

Метаповерхности - это ультратонкие пленки или листы, которые содержат внедренные наночастицы, которые взаимодействуют со светом, когда он проходит через пленку. Изменяя размер, форму и состав встроенных наночастиц и располагая их в виде точных двумерных геометрических узоров, инженеры могут создавать метаповерхности, которые с точностью разделяют или перенаправляют определенные длины волн света.

«Одна вещь, которая отличает этот подход от других, - это наша зависимость от сверхбыстрого широкополосного механизма, который имеет место в плазмонных наночастицах», - сказал Алабастри.

Команда Rice-Politecnico-IIT разработала метаповерхность, содержащую ряды крестообразных наночастиц золота. Каждый плазмонный крест имел ширину около 100 нанометров и резонировал с определенной частотой света, что приводило к усилению локализованного электромагнитного поля. Благодаря этому плазмонному эффекту метаповерхность команды стала платформой для генерации высокоэнергетических электронов.

«Когда один импульс лазерного света попадает на плазмонную наночастицу, он возбуждает в ней свободные электроны, поднимая некоторые из них до высокоэнергетических уровней, которые выходят из равновесия», - сказал Скирато. «Это означает, что электронам« неудобно »и они хотят вернуться в более расслабленное состояние. Они возвращаются в равновесие за очень короткое время, менее одной пикосекунды».

Несмотря на симметричное расположение крестов на метаповерхности, неравновесное состояние имеет асимметричные свойства, которые исчезают, когда система возвращается в состояние равновесия. Чтобы использовать это сверхбыстрое явление для контроля поляризации, исследователи использовали установку с двумя лазерами. Эксперименты, проведенные соавтором исследования Маргаритой Майури в лабораториях сверхбыстрой спектроскопии Политехнического университета и подтвержденные теоретическими предсказаниями команды, использовали ультракороткий импульс света от одного лазера для возбуждения крестов, позволяя им модулировать поляризацию света во втором импульсе. который прибыл менее чем через пикосекунду после первого.

«Ключевым моментом является то, что мы могли добиться управления светом с помощью самого света, используя сверхбыстрые электронные механизмы, характерные для плазмонных метаповерхностей», - сказал Алабастри. «Правильно спроектировав наши наноструктуры, мы продемонстрировали новый подход, который потенциально позволит нам оптически передавать широкополосную информацию, закодированную в поляризации Света , С беспрецедентной скоростью».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии