Исследователи из Сколтеха совместно с британскими и польскими коллегами разработали новое фотонное устройство, состоящее из двух оптических резонаторов на жидких кристаллах. Ученые описали оптические свойства этой системы, которую в перспективе можно будет применять в оптоэлектронных и спиноптронных устройствах будущих поколений. Статья опубликована в журнале Physical Review B.
«Сегодня один из главных трендов в физике — это переход от традиционных электронных вычислительных систем к фотонным, что позволит не только значительно увеличить скорость обработки и передачи информации, но и существенно сократить энергопотребление. Именно поэтому в настоящее время огромный интерес у исследователей вызывают различные типы настраиваемых фотонных архитектур, имитирующих свойства их электронных аналогов», — рассказывает первый автор статьи Павел Коханчик.
Простейший оптический резонатор состоит из двух расположенных друг напротив друга зеркал, между которыми происходит отражение света. В более сложные зеркальные резонаторы помещают жидкие кристаллы, это позволяет добиться различных эффектов, в том числе создавать экраны компьютеров или смартфонов. Ориентацию молекул кристалла можно менять, воздействуя электрическим током. Ученые использовали этот эффект, что позволило им не только управлять характеристиками светового излучения внутри резонатора, но и «смоделировать» работу привычных электронных устройств при помощи фотонов.
Авторы решили проверить, что произойдет, если два оптических резонатора с жидкими кристаллами разместить очень близко — на расстоянии нескольких микрометров. Исследователи предположили, что у такого микрорезонатора появятся новые свойства. Оказавшись запутанными благодаря общему «бассейну» фотонов, резонаторы начинают вести себя подобно двум маятникам. Если маятники находятся на малом расстоянии друг от друга, они начинают двигаться синхронно и с одинаковой частотой. Исследователи установили, что в подобном случае у света появляются новые свойства. Поскольку эти свойства поддаются настройке, созданное устройство позволяет имитировать большее количество физических систем как для фундаментальных исследований, так и для практических применений.
Теперь ученые планируют создать экспериментальную модель двойного жидкокристаллического резонатора для демонстрации богатого спектра физических свойств. Кроме того, они будут продолжать исследования аналогичных систем с двойными микрорезонаторами, в том числе в режиме сильной связи между светом и веществом.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
