Группа исследователей, связанных с целым рядом институтов в Китае, разработала сверхбыстрый оптоэлектронный переключатель с использованием конденсата поляритонов Бозе-Эйнштейна. Они опубликовали свою работу в журнале Physical Review Letters .
Поскольку ученые ищут способы создания более быстрых устройств, они обратились к свету как к среде передачи информации, а не к электронам. Для создания таких устройств необходимо разработать коммутаторы, способные работать с более быстрой средой, работающей на оптических частотах . В этой новой работе исследователи разработали и построили именно такой переключатель, который позволяет обрабатывать данные в терагерцовом диапазоне.
Чтобы построить свой новый переключатель, исследователи обратились к поляритонам как к переключающему механизму. Поляритоны — это квазичастицы, которые можно получить с помощью фотонов и экситонов, и их можно использовать для создания конденсатов Бозе-Эйнштейна, состоящих из частиц, существующих в одном квантовом состоянии. Поляритоны излучают свет, который является необходимой частью оптического переключателя. Исследователи отметили, что конденсат Бозе-Эйнштейна, полученный с использованием поляритонов, может действовать как поляритонный лазер — еще одна полезная функция оптического переключателя. Исследователи также отметили, что некоторые полупроводники, такие как оксид цинка , могут удерживать экситоны при комнатной температуре , что очень удобно.
Чтобы создать свой переключатель, исследователи начали с образца оксида цинка, внутри которого существовали микрополости. Запуск ультрафиолетового импульса накачки в полость в течение нескольких фемтосекунд привел к вспышке света от конденсата Бозе-Эйнштейна внутри, продолжающейся столько же времени. Что еще более важно, выключение лазера приводило к очень быстрому отключению вспышки света — в 1000 раз быстрее, чем другие оптоэлектрические переключатели. Это было связано с быстрым исчезновением поляритонной популяции. Время, которое требуется оптическому переключателю для включения и выключения, составляет одну из его наиболее важных характеристик, и было обнаружено, что скорость этого нового устройства на несколько порядков выше, чем у других поляритонных переключателей .которые были разработаны до сих пор: достаточно хороши, чтобы разместить устройства, использующие такой переключатель, в терагерцовом диапазоне.
Теги: квант
