Исследователи из американской Национальной физической лаборатории (National Physical Laboratory, NPL) создали первый в своем роде оптический диод, состоящий из света, который может быть использован в миниатюрных фотонных и фотонно-электронных схемах.
Этот оптический диод, подобно его электронному аналогу, пропускает свет только в одном направлении, но его основным преимуществом являются малые габариты устройства и отсутствие необходимости использования больших мощных постоянных магнитов, которые входят в состав других видов оптических диодов.
Диоды являются непременными компонентами большинства электронных схем. Они пропускают электрический ток в одном направлении и блокируют прохождение электрического тока в обратном направлении.
Эта функция диода используется в самых различных областях электроники, начиная от детектирования чрезвычайно слабых радиосигналов и заканчивая мощными силовыми выпрямителями, способными превращать переменный электрический ток в постоянный.
Основой нового оптического диода является кольцевой резонатор, стеклянное кольцо, установленное на поверхности кремниевого чипа. Размер этого кольца приблизительно соответствует диаметру человеческого волоса, а диодный эффект возникает за счет создания вращающегося оптического поля внутри резонатора. Кольцевой резонатор накачивается светом из внешнего источника.
“С учетом крошечных размеров самого устройства удельная мощность циркулирующего в резонаторе света сопоставима с мощностью всех прожекторов, используемых для освещения большого стадиона” рассказывает доктор Джонатан Сильвер (Dr. Jonathan Silver), ведущий исследователь, – “За счет такой высокой концентрации энергии в резонаторе в нем возникает оптический диод, который работает за счет одного из видов взаимодействия света со светом, называемого эффектом Керра”.
Проведенные с устройством эксперименты показали, что внутри стеклянных резонаторов электромагнитное поле вращается по часовой стрелке. При этом, свет, поданный в устройство в этом же направлении, проходит через него беспрепятственно, а свет, поданный в направлении против часовой стрелки, блокируется.
“Наличие такого диода открывает дорогу к созданию недорогих микрофотонных схем и чипов, которые могут стать основой технологий оптических вычислений” – рассказывает Паскаль Дел’Хей (Pascal Del’Haye), один из исследователей, – “Кроме этого, новые диоды могут найти применение в области оптических телекоммуникаций, обеспечивая более эффективное использование существующих оптоволоконных сетей”.