FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2019
176 городов
September – November 2019
312 cities
11-13 октября 2019
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Физиками создана неуязвимая оптическая структура

Международный коллектив физиков с участием сотрудника МГУ создал наноструктуру с топологически защищенными краевыми состояниями и с её помощью впервые продемонстрировал усиление нелинейно-оптических эффектов. Результаты работы можно использовать для создания активных устройств фотоники и интегральной оптики. Исследование опубликовано 17 декабря в престижном научном журнале Nature Nanotechnology.

 

Существующие оптические интегральные чипы или волноводы часто обладают микродефектами в конструкции. Когда свет на своём пути сталкивается с таким дефектом, то возникает паразитное рассеивание. Из-за этого световой сигнал с расстоянием затухает или искажается. Чтобы избежать паразитных эффектов, учёные создают различные топологически защищённые оптические системы.

«Топологическая фотоника — относительно молодая наука, которая появилась как результат расширения идей физики конденсированного состояния вещества на оптические системы, — рассказал один из авторов исследования, сотрудник Центра квантовых технологий (ЦКТ) физического факультета МГУ Александр Шорохов. — За последние несколько лет, помимо топологически защищенных волноводов, было продемонстрировано множество интересных эффектов, в частности необратимая лазерная генерация в интегральных топологических резонаторах, а также квантово-оптические топологически защищенные системы».

Чтобы создать полностью топологически защищённую структуру в оптике, необходимо преодолеть принцип обратимости. Ранее для этого использовали магнитооптические эффекты, требующие приложения сильных магнитных полей. Однако это технически сложно реализовать в рамках компактных устройств, таких как интегральные фотонные чипы. Другой путь преодолеть принцип обратимости — это использование нелинейно-оптических эффектов, однако экспериментальной реализации таких эффектов в топологических фотонных структурах до сих пор не было продемонстрировано. Международному коллективу физиков под руководством Сергея Крука и Юрия Кившаря (Австралийский национальный университет) удалось разработать, создать и исследовать такую наноструктуру.

«В представленной работе нам удалось создать наноструктуру с топологически защищенными краевыми состояниями и впервые с ее помощью продемонстрировать усиление нелинейно-оптических эффектов, — пояснил Александр Шорохов. — Мы показали, что система устойчива к структурным дефектам и возмущениям, и кроме того, за счет уникального взаимодействия топологии и нелинейного отклика, обладает необратимостью».

Разработки в области фотоники всё чаще привлекают широкое внимание научной общественности. Интегральная оптика перспективна для решения многих задач и часто превосходит возможности классической электроники из-за меньшего энергопотребления и большего быстродействия. Одним из таких примеров может быть реализация нейронных сетей для анализа данных с помощью интегральных фотонных цепей. Однако существующие оптические системы тоже несовершенны: почти невозможно создать структуры без дефектов в конструкции, которые приводят к дополнительным потерям за счет рассеяния. Разработки в области топологической фотоники и нелинейной оптики могут помочь справиться с подобными проблемами и приблизить появление принципиально новых устройств.

В исследовании принимали участие сотрудники МГУ имени М.В.Ломоносова, Университета ИТМО (Санкт-Петербург), Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород), Австралийского национального университета и Национальной лаборатории Ок-Ридж (США). 

 

Источник: Пресс-служба МГУ

 
 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Инопланетное животное

Животное, о котором дальше пойдет речь, крайне необычно. Трудно найти более странного и настолько отличного от других жителя нашей планеты.

Операционный день

Кардиохирург Лео Бокерия — персонаж сугуб

Ветряная турбина - парус

Ветряной энергии достаточно, чтобы питать всю нашу планету. Однако конвенциональные ветряные турбины не особенно эффективны в деле её сбора.

Учёные обнаружили самые древние свидетельства жизни вне океана

Австралийские и новозеландские исследователи доказали, что первые живые организмы появились на суше уже 3,5 млрд лет

Ученые выяснили, как возникает рак кожи

Международная группа ученых при участии исследователей из МГУ имени М.В.Ломоносова выяснила, какие мутации отвечают на формирование наиболее часто встречающейся разн