Версия для слабовидящих
Новый оптомеханический трансдьюсер позволяет связать воедино свет, радиоволны и звуковые колебания Печать Email
Новости об инновациях
13.04.2016

Исследователи из американского Национального Института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) создали пьезо-оптомеханическое устройство, способное выполнять преобразование оптических, акустических и радиосигналов в любой комбинации и в любом направлении. Это устройство может стать основой систем, при помощи которых будет производиться передача и хранение информации в компьютерах следующих поколений, включая фотонные и квантовые компьютеры.

Нашим постоянным читателям наверняка известно понятие закона Гордона Мура, который определяет то, что количество транзисторов и вычислительная мощность микропроцессоров удваивается каждые два года. Но в последнее время размеры транзисторов, за счет чего осуществляется увеличение их числа и увеличение производительности процессоров, приблизилось к пределам, определяемым некоторыми физическими законами. Поэтому исследователи находятся в поисках альтернативных методов передачи и обработки информации, и одним из таких методов является использование света и акустических колебаний. Но говорить о практическом использовании нетрадиционных сред в качестве носителей информации можно будет лишь после того, как будут созданы устройства, выполняющие эффективное преобразование сигналов одного типа в другой.

Именно таким устройством-преобразователем и является созданное учеными NIST пьезо-оптомеханическое устройство. Его основой является «оптомеханическая впадина», роль которой выполняет наноразмерная «стоячая» волна луча света. В районе этого луча создано несколько отверстий, которые выступают в роли зеркальных ловушек для фотонов. Фотоны света определенной частоты отражаются тысячи раз от этих зеркал, прежде чем им удается покинуть пределы луча, а расстояние между зеркалами ограничивает частоту механических колебаний, создаваемых отражаемыми фотонами, миллиардами циклов в секунду (гигагерцами). Фотоны и кванты механических колебаний, фононы, постоянно обмениваются энергией, что позволяет наращивать количество фотонов, пойманных в ловушку, а увеличение количества фотонов приводит к увеличению амплитуды механических колебаний. Силы этого обоюдного взаимодействия или сцепления являются самыми сильными среди всех созданных ранее оптомеханических систем.

Одним из главных моментов устройства являются акустические волноводы, присоединенные к оптической ловушке, которые направляют фононы акустических колебаний по заданному пути. Направляя созданные снаружи фононы в район оптической впадины, можно управлять параметрами движения наноразмерного луча света. А накачивая оптическую ловушку фотонами с определенными характеристиками, можно превратить устройство в генератор фононов.

Кроме этого, в состав устройства включены элементы из пьезоэлектрического материала, который под воздействием переменного электрического поля может создавать механические колебания очень высокой частоты. А специальный элемент-преобразователь (interdigitated transducer, IDT) позволяет увеличить эффективность пьезоэлектрического эффекта. При помощи этих элементов реализована взаимосвязь между радиоволнами и акустическими колебаниями, которые можно использовать в качестве самостоятельных носителей информации или для управления потоком излучаемого устройством света.

Созданное учеными устройство позволяет реализовать даже самые экзотические варианты преобразования типов сигналов. К примеру, при его помощи можно получить кванты механических колебаний, параметры которых зависят от параметров всего двух взаимодействующих во впадине фотонов света.

«Будущие системы обработки информации должны включать в себя различные типы носителей информации, которые оптимально подходят для решения той или иной конкретной задачи» – рассказывает Картик Сринивэсан (Kartik Srinivasan), ученый из Научно-исследовательского центра нанотехнологий (NIST Center for Nanoscale Science and Technology), – «Наша разработка как раз и является платформой, которая позволяет выполнить передачу информации от носителей одного типа к носителям других типов».

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/novyi-optomekhanicheskii-transdyuser-pozvolyaet-svyazat-voedino-svet-radiovolny-zvukovye-k

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта