Получен нерассеивающийся луч света

Источник материала:

Международная группа ученых под руководством Фредерико Капассо из Гарвардской школы инжиниринга и прикладных наук (США) продемонстрировала новый вид светового луча, способный резко увеличить эффективность оптоволоконной связи.

Названный косинус-гауссовским, этот луч, по сути, представляет собой двумерный вариант луча Бесселя.

Этот вид луча - продукт специфического класса квазичастиц, называемых поверхностными плазмонами, суть коллективными колебаниями свободного электронного газа. Плазмоны давно считаются потенциально полезными в микроэлектронике, поскольку металлические провода, по поверхности которых их можно передавать, могут быть намного тоньше обычных и поддерживать куда более высокие частоты - теоретически до 100 ТГц (в то время как обычные проводники демонстрируют высокие потери уже при 10 ГГц).




Мешало этому в основном то, что все волны, включая свет, распространяются не только в заданном направлении, но и рассеиваются, что, учитывая размеры плазмонных проводников, означает существенную потерю сигнала уже на коротких расстояниях.

Чтобы получить нерассеивающийся луч, ученые создали на тонком золотом покрытии, нанесенном на стеклянную основу, два ряда желобков, пересекающихся под определенным углом и образующих своего рода решетку. Когда эти желобки подвергаются воздействию лазерного луча, по каждому набору двигаются, под углом друг к другу, две плоские поверхностные волны, которые, пересекаясь, накладываются и создают тем самым нерассеивающийся луч.

Разумеется, не рассеивается он только в пределах металлической поверхности, по которой распространяются плазмоны. То есть в нынешнем эксперименте его "нерассеивание" ограничилось всего 80 мкм. И тем не менее работа очень важна. "Мы сделали существенный шаг к решению этой проблемы [рассеивания плазмонов при передаче], открыв и подтвердив экспериментально существование неизвестного решения уравнений Максвелла... Это решение является высоколокализированной поверхностной плазмонной волной, которая распространяется на большую дистанцию (примерно 80 мкм в наших экспериментах), по прямой безо всякого рассеивания", - замечает г-н Капассо.

Авторы работы надеются, что дальнейшее развитие открытого ими направления приведет к резкому росту энергоэффективности и рабочей частоты микросхем.