FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
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

Физики научились управлять поляризацией света, снизив его скорость в 10 раз

Группа физиков из МГУ имени М.В.Ломоносова и Технологического университета Тойохаши (Япония) разработала методику сверхбыстрого управления поворотом поляризации света. По мнению ученых, это открывает совершено новые перспективы для систем оптической обработки информации, в том числе и для создания световых компьютеров, в которых вместо электронов работают исключительно фотоны. Об этой методике они рассказали в статье, опубликованной в последнем номере журнала Physical Review Applied. Этот журнал появился в знаменитом семействе Physical Review всего несколько лет назад в связи с потребностью публиковать физические работы, результаты которых можно использовать на практике.

В данном случае результаты работы могут применяться при изготовлении так называемых пространственных модуляторов света, на основе которых работают, например, все жидкокристаллические экраны. Они устроены так, что каждый маленький пиксель с какой-то данной ему скоростью может переключать свет, делать его ярче или слабее, причем осуществляется это переключение за счет поворота поляризации света. По словам одного из авторов работы Татьяны Долговой, старшего научного сотрудника лаборатории нанооптики метаматериалов физического факультета МГУ, новые быстрые пространственные модуляторы света могут применяться при создании голографической памяти, трехмерных дисплеев, а также точных сенсоров показателей преломления и сенсоров магнитного поля.

Скорость записи в трехмерную голографическую память напрямую зависит от скорости переключения пространственного модулятора света. В жидких кристаллах эта скорость сильно ограничена, поскольку поворот поляризации у них осуществляется путем поворота самой ЖК-молекулы, а это занимает десятки миллисекунд. Ученые предложили осуществлять вращение поляризации не механическим поворотом, а с помощью эффекта, открытого еще Фарадеем. Его суть заключается в том, что плоскость поляризации света поворачивается при прохождении через намагниченное вещество.

В 1998 году один из авторов статьи, японский физик Мицутеру Иноуэ предложил концепцию пространственных модуляторов света на основе новых наноструктур — магнитофотонных кристаллов. Эти микроскопические кристаллы содержат в себе оптические резонаторы — системы из двух параллельных зеркал. Сегодня главная сфера использования этих кристаллов заключается в существенном «замедлении» света. Фотон, попавший в такой резонатор, сразу «выбраться наружу» не может, он какое-то время перемещается между зеркалами и выходит оттуда с большим запозданием. Так что если к поляризованному свету, проходящему через этот кристалл, приложить магнитное поле, то эффект Фарадея будет увеличиваться с каждым проходом от зеркала к зеркалу и в конечном счете должен стать намного заметнее.

«Мы работаем над магнитофотонными кристаллами совместно с профессором Иноуэ практически с самого начала, и за эти пятнадцать лет узнали об этих удивительных наноструктурах много нового, — говорит один из авторов статьи Татьяна Долгова. — И вот наконец мы добрались до сверхбыстрой модуляции света. В наших экспериментах с реальными кристаллами мы добились того, что свет из них выходит примерно в десять раз позже, чем если бы шел просто в воздухе. И это дает увеличение удельного фарадеевского поворота на порядок!».

По словам Долговой, никакого парадокса между «замедлением» света и вызванной этим замедлением сверхбыстрой модуляцией нет. «"Медленный" свет на самом деле медленный только относительно скорости света в вакууме, а по сравнению со скоростью поворота молекул жидких кристаллов это все равно несравнимо быстро».

В своих экспериментах физики МГУ добились того, что плоскость поляризации «медленного» света поворачивается так быстро, что отличается на заметную величину даже между началом и «хвостом» фемтосекундного лазерного импульса длительностью всего около 200 фемтосекунд. (Фемтосекунда — это одна квадриллионная доля секунды или одна миллионная часть наносекунды). Долгова говорит, что величина эффекта, полученного в МГУ, все еще недостаточна для практического использования, однако, ограничения не являются принципиальными. Физики недвусмысленно показали: сверхбыстрая модуляция света в магнитофотонных кристаллах возможна и имеет более чем хорошие перспективы.

Несмотря на то, что для обычных экранов скорости жидкокристаллической модуляции вполне достаточно, сверхскорость переключения необходима в тех устройствах нанофотоники, где вместо электронов используются фотоны для осуществления какой-то логики или счета, фотонного переключения, оптической записи, — то есть в потенциале для создания фотонных компьютеров. И уже сейчас группа профессора Иноуэ демонстрирует работающие с помощью быстрых магнитофотонных пространственных модуляторов света образцы трехмерной голографической памяти и дисплеев для воспроизведения 3D изображений и видео.

 

 

Добавьте свой комментарий

Plain text

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

Другие статьи в этой рубрике

Химики создали программу для безопасного хранения и утилизации реактивов

Американские ученые создали компьютерную программу для поиска безопасных и эффективных способов хранения и утилизации химических реактивов.

Гравитационная линза впервые помогла рентгеновским наблюдениям

Оптическое и рентгеновские изображения линзированной галактики
M. Bayliss  et al. / Nature Astronomy, 2019

Физики получили пластичное стекло

Ученые создали тонкие пленки из стеклообразного оксида алюминия, которые можно растягивать, сжимать и изгибать без появления трещин при комнатной температуре.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

В Иваново показали коллекцию одежды в честь 150-летия Таблицы Менделеева

В Иваново показали коллекцию одежды в честь 150-летия Таблицы Менделеева

 

Учёные МГУ описали новый вид лягушек из эльфийских лесов Вьетнама

Предел Чандрасекара

Как и всё во Вселенной, звезды рождаются, живут и умирают в свой срок. В зависимости от массы звезды, она заканчивает свой жизненный путь или огненной вспышкой сверхновой или тихим угасанием в виде белого карлика.

Чистая энергетика - утопия?

Ветер, солнце и вода – наши лучшие друзья. Этот слоган подходит не только физкультурниками но и поборникам возобновляемой – солнечной, ветровой и волновой энергетики. Однако недавно оказалось, что не такая уж она и возобновляемая.

Как цветы обманывают пчел: опыление не то, чем кажется. Отрывок из книги "Жужжащие"