Ученые ТПУ разработали новый эффективный оптический переключатель
Эффективность работы нового оптического переключателя для суперскоростных компьютеров экспериментально доказали ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Конструкторско-технологического института прикладной микроэлектроники СО РАН, 20 сентября сообщает пресс-служба ТПУ.
Переключатель представляет собой дифракционный элемент, созданный на основе внеосевой зонной пластины (в отличие от линзы такая пластина имеет несколько фокусов) и позволяющий изменять направление световых волн. Такой переключатель в перспективе может быть использован в суперскоростных оптических компьютерах.
Результаты исследования оптического переключателя представлены в статье «Экспериментальное подтверждение концепции пространственного фотонного переключателя на основе внеосевой зонной пластины в миллиметровом диапазоне длин волн», опубликованной в журнале Photonics.
Оптические коммутаторы являются ключевыми элементами современных сетевых коммуникаций. Значительный рост объемов передающихся данных и быстрое развитие технологии плотного мультиплексирования с разделением по длине волны (DWDM) создают потребность в более надежных и гибких возможностях управления сигналами, что, в свою очередь, обуславливает необходимость разработки эффективных оптических переключателей без механической коммутации.
Вариант оптического переключателя, предложенный учеными ТПУ, представляет собой небольшую внеосевую зонную пластину Вуда размером в несколько длин волн. Работа переключателя основывается на эффекте «фотонного крючка» — искусственного искривления луча света с помощью частиц из диэлектрического материала.
Руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Олег Минин рассказал о проделанной исследователями работе:
«Мы провели экспериментальные исследования одного из вариантов прототипа такого переключателя. Эксперименты проводились в миллиметровом диапазоне длин волн, представляющих интерес для систем связи 5G-6G, а также служащих масштабной моделью оптического переключателя. Достигнутые характеристики доказали эффективность его работы».
Принцип работы переключателя основан на том, что янус-частицы из диэлектрического материала особой формы, обладающие различными свойствами составляющих их частей, влияют на изменение длины волны света, а при изменении длины волны света меняется направление «крючка» — происходит быстрое переключение сигнала, которое заключается в изменении направления света.
Оптический переключатель, созданный в ТПУ, обладает рядом преимуществ по сравнению с существующими в настоящее время аналогичными устройствами — это достаточно высокая скорость переключения при том, что он не требует создания новых материалов и методов управления, применения металлов, а также механических сканирующих устройств, отмечают разработчики.
