© kornwa-dreamstime.com
Nauka i technologie |
Zbudowany przez naukowców optyczny przełącznik jest odpowiednikiem zwykłego tranzystora i może przybliżyć nas do powstania komputerów optycznych, a nawet kwantowych. Sercem tego optycznego tranzystora jest para luster. Kiedy przełącznik jest włączony, sygnał optyczny, czyli wiązka światła, może przejść przez obydwa lustra. Gdy jest wyłączony – przechodzi tylko 20% światła. Para luster działa jak optyczny rezonator. - Gdybyśmy mieli tylko jedno lustro, światło odbiłoby się – mówi profesor Vladan Vuletić z MIT-u. - Gdy używamy dwóch luster, dzieje się coś bardzo dziwnego. Światło może być postrzegane jako zbiór cząstek – fotonów – lub jako fala elektromagnetyczna. Rozpatrując je jako zbiór fotonów, zostaną one zatrzymane przez pierwsze lustro, ale pole elektromagnetyczne pojawi się w przestrzeni pomiędzy lustrami. Teraz jeśli odpowiednio dobierzemy odległość pomiędzy lustrami w stosunku do długości fali, w naszym rezonatorze utworzy się tak silne pole, że wyeliminuje pole odbite i będzie przemieszczało się do przodu. W praktyce oznacza to, że lustra staną się przezroczyste dla fali o odpowiedniej długości. W komorze rezonatora znajdują się atomy cezu w bardzo niskiej temperaturze, które standardowo nie reagują z fotonami. Jednak pojedynczy foton wystrzelony pod kątem, tak by wybił pojedynczy elektron z jednego atomu cezu na wyższy poziom energetyczny, powoduję zmianę właściwości fizycznych całego ośrodka, który przestaje przepuszczać światło. To rozwiązanie jest możliwe do zastosowania tylko w laboratoriach, ale naukowcy twierdzą, że schłodzone atomy cezu można będzie zastąpić innym ciałem stałym z wprowadzonymi celowo zanieczyszczeniami. Zastosowanie optycznych tranzystorów może być bardzo pomocne przy rozwiązywaniu problemów z zarządzaniem mocą. Konwencjonalne układy mają coraz więcej tranzystorów, przez co wzrasta ich zapotrzebowanie na energię oraz generują dużo ciepła. Używanie sygnałów świetlnych zamiast elektrycznych wydaje się być lekarstwem na te kłopoty. --- Źródło: Massachusetts Institute of Technology
Tranzystor optyczny
Optyczny przełącznik kontrolowany przez pojedynczy foton? To już rzeczywistość, skonstruowali go badacze z MIT-u, Uniwersytetu Harvarda oraz Wiedeńskiego Uniwersytetu Technologicznego.
Zbudowany przez naukowców optyczny przełącznik jest odpowiednikiem zwykłego tranzystora i może przybliżyć nas do powstania komputerów optycznych, a nawet kwantowych. Sercem tego optycznego tranzystora jest para luster. Kiedy przełącznik jest włączony, sygnał optyczny, czyli wiązka światła, może przejść przez obydwa lustra. Gdy jest wyłączony – przechodzi tylko 20% światła. Para luster działa jak optyczny rezonator. - Gdybyśmy mieli tylko jedno lustro, światło odbiłoby się – mówi profesor Vladan Vuletić z MIT-u. - Gdy używamy dwóch luster, dzieje się coś bardzo dziwnego. Światło może być postrzegane jako zbiór cząstek – fotonów – lub jako fala elektromagnetyczna. Rozpatrując je jako zbiór fotonów, zostaną one zatrzymane przez pierwsze lustro, ale pole elektromagnetyczne pojawi się w przestrzeni pomiędzy lustrami. Teraz jeśli odpowiednio dobierzemy odległość pomiędzy lustrami w stosunku do długości fali, w naszym rezonatorze utworzy się tak silne pole, że wyeliminuje pole odbite i będzie przemieszczało się do przodu. W praktyce oznacza to, że lustra staną się przezroczyste dla fali o odpowiedniej długości. W komorze rezonatora znajdują się atomy cezu w bardzo niskiej temperaturze, które standardowo nie reagują z fotonami. Jednak pojedynczy foton wystrzelony pod kątem, tak by wybił pojedynczy elektron z jednego atomu cezu na wyższy poziom energetyczny, powoduję zmianę właściwości fizycznych całego ośrodka, który przestaje przepuszczać światło. To rozwiązanie jest możliwe do zastosowania tylko w laboratoriach, ale naukowcy twierdzą, że schłodzone atomy cezu można będzie zastąpić innym ciałem stałym z wprowadzonymi celowo zanieczyszczeniami. Zastosowanie optycznych tranzystorów może być bardzo pomocne przy rozwiązywaniu problemów z zarządzaniem mocą. Konwencjonalne układy mają coraz więcej tranzystorów, przez co wzrasta ich zapotrzebowanie na energię oraz generują dużo ciepła. Używanie sygnałów świetlnych zamiast elektrycznych wydaje się być lekarstwem na te kłopoty. --- Źródło: Massachusetts Institute of Technology
