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

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

Физика музыки (Часть 2)

Посадка совсем скоро


Мы все были гениями

Изучающему иностранный язык человеку такое вряд ли покажется справедливым: он учит спряжения, корпит над учебниками грамматики, строит сложноподчиненные предложения, а его ребенок, как промокашка, впитывает язык, рисуя каляки-маляки в детском саду.

Ау, аутизм

Как в поисках причины аутизма ученые погружаются в омут больших данных и учатся растить мозги в пробирке

 

Биологи нашли возможную причину образования «вирусных фабрик»

Сотрудники биологического факультета и Научно-исследовательского института физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ имени М.В.Ломоносова проследили за про