Россия и США разработали наноантенны для светового компьютера

Наноантенны, разработанные ранее, позволяют управлять светом в довольно широких пределах преимущественно за счет своей формы и материалов, из которых они изготовлены. При этом изменить характеристики антенн в процессе работы системы невозможно.

В основе новых антенн – эксперименты, которые проводили специалисты МФТИ и Университета ИТМО. Они разработали кремниевые наночастицы, оптические свойства которых нелинейны. По свойствам частицы напоминают кремниевые шары, заполненные электронной плазмой. Она возникает, когда кремний поглощает свет, и за счет этого шары нестандартным образом взаимодействуют с лучами.

Свойствами наноантенн можно управлять динамически – их состояние зависит от интенсивности и других физических свойств лучей. Так, если освещать наноантенны сильным лазерным импульсом, то они демонстрируют одно поведение, слабым – другое.

В рамках экспериментов ученые использовали мощные короткие световые импульсы. Под их действием наноантенны переключали свои свойства. Со слабым светом элементы взаимодействовали практически в режиме реального времени.

Специалисты разработали технологии, которые позволяют рассеивать свет с помощью наноантенн вперед или назад. Позднее они научились поворачивать световой поток в нужном направлении, меняя его интенсивность, при этом наноантенны-шары были расположены на точно рассчитанном расстоянии.

Наноантенны будут использованы для создания световых компьютеров. Они лягут в основу вычислительных приборов и оптических транзисторов, а также позволят создать скоростные сети передачи информации. Ученые предполагают, что скорость передачи данных в таких сетях достигнет 250 гигабит в секунду – в десятки раз больше, чем в современных оптических линиях связи.