Nanodrähte leiten Licht und Hypersc

Nanodrähte leiten Licht und Hyperschall zugleich
Entdeckung könnte zu einer besseren Kontrolle einer extrem schnellen optischen Datenverabeitung führen
Gent (Belgien) - In Glasfasern und entlang von noch viel dünneren Nanodrähten können Lichtsignale fast mit Lichtgeschwindigkeit geleitet werden. Nun gelang es einer belgischen Forschergruppe erstmals, zusätzlich auch hochfrequente Ultraschallwellen, Hyperschall genannt, durch einen winzigen Nanodraht zu schicken. Dabei analysierte sie, wie sich Licht und Hyperschall gegenseitig beeinflussten. Wie das Team in der Fachzeitschrift „Nature Photonics“ berichtet, könnte diese Entdeckung zu neuen Modulen für die extrem schnelle optische Datenverarbeitung führen. Von diesem Bereich der Photonik versprechen sich viele Forscher zahlreiche Anwendungen, die eine leistungsfähigere Datenverarbeitung als mit der etablierten Elektronik erlauben sollen.
„Zum Beispiel könnten nun Lichtpulse in Schallwellen und wieder zurück in Lichtpulse umgewandelt werden“, sagt Raphaël Van Laer von der Universität in Gent. Verantwortlich dafür ist ein Effekt, der bereits vor 85 Jahren erstmals beobachtet wurde: Bei der nach dem französischen Physiker benannten Brillouin-Streuung können Lichtwellen durch akustische Schwingungen in einem Festkörper gestreut werden. Dieses Wissen nutzten nun Van Laer und Kollegen für ihre aktuellen Experimente. Sie fertigten mit lithografischen Methoden einen nur 450 millionstel Millimeter dünnen und wenige Millimeter langen Nanodraht aus Silizium. Dieser diente sowohl dem Hyperschall – eine Bezeichnung für Ultraschall mit Frequenzen größer als 1000 Megahertz - als auch dem Licht als effizienter Wellenleiter.
Die Physiker strahlten Lichtwellen eines Infrarotlasers auf den Nanodraht. Entlang seiner Oberfläche breiteten sich die Lichtwellen aus und regten dabei die Kristallstruktur des Nanodrahts zu akustischen Schwingungen an. Die Schwingungsachse lag dabei entlang des Querschnitts des Nanodrahts und somit um 90 Grad zur Ausbreitungsrichtung des Lichts gedreht. Um diese Hyperschallwellen zu stabilisieren, lagerten sie den Nanodraht auf einer spitz zulaufenden Erhebung. Dadurch konnten die akustischen Schwingungen nicht aus dem Nanodraht entweichen.
So auf kleinstem Raum eingefangen beeinflussten sich Licht und Hyperschall gegenseitig. Der Schall konnte die Wellenlänge des Lichts verändern und einzelne Spektralbereiche verstärken. Sogar die komplette Umwandlung von Licht zu Schall und wieder zu Licht wird mit solchen Nanodrähten möglich. Darin sehen Van Laer und Kollegen konkrete technische Anwendungen, wenn sie Silizium-Nanodrähte auf kleinen Chips anordnen. Denn da sich Schall sehr viel langsamer als Licht im Nanodraht ausbreitet, könnte ein Signaltransport nach Wunsch verzögert werden. Solche Verzögerungen spielen eine wichtige Rolle, um den Datentransfer über Glasfaser oder photonische Kristalle optimal regeln zu können.
© Wissenschaft aktuell
Quelle: „Interaction between light and highly confined hypersound in a silicon photonic nanowire“, Raphaël Van Laer et al.; Nature Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2015.11

Результаты (русский) 2:

Нанопровода проводить свет и гиперзвуковой одновременно
открытие может привести к более эффективный контроль чрезвычайно быстрый оптический Обработка данных
Гент (Бельгия) - В волокнах и вдоль гораздо более тонкие нанопроводов световые сигналы могут быть отправлены почти со скоростью света. Теперь управляет бельгийской исследовательской группой впервые, кроме того , также называют высокочастотные ультразвуковые волны, гиперзвуковой аппарат , посылая крошечные нанопроводов. Они проанализировали , как свет и гиперзвуковой оказывать влияние друг на друга. В команде в журнале "Nature Photonics" сообщает, что это открытие может привести к созданию новых модулей для ультра-быстрой оптической обработки данных. Из этой области фотоники пообещать многие исследователи многочисленные приложения , что позволит более эффективную обработку данных , чем с установленными электроникой.
"Так , например, теперь световые импульсы могут в звуковые волны и преобразуются обратно в световые импульсы," говорит Рафаель Ван Лер из Университета Гента , Это происходит из -за эффекта , который наблюдается впервые, 85 лет назад: В ВРМБ, названный в честь французского физика световых волн могут быть разбросаны по акустических колебаний в твердом состоянии. Это знание используется в настоящее время Ван Лер и коллег за их текущих экспериментов. Они сделаны с литографических методов тонкой одного лишь 450 миллионных долей миллиметра до нескольких миллиметров длиной нанопроволок кремния. Это послужило как гиперзвуковой - термин для ультразвука с частотой более 1000 мегагерц -. И свет в качестве эффективного волновода
физиками падающего света волн инфракрасного лазера на нанопроволоки. Вдоль его поверхности световые волны распространяются, и предложил его кристаллическую структуру нанопровода на акустических колебаний. Ось колебаний была помещена вдоль поперечного сечения нанопроволоки, и , таким образом , поворачивается на 90 градусов по отношению к направлению распространения света. Для того, чтобы стабилизировать эти гиперзвуковые волны разбили нанопроволоки на остроконечной высоте. Это позволило колебания не уйти от нанопроволоки.
Так что в ловушке в небольшом пространстве свет и гиперзвуковой влияют друг на друга. Звук также может изменить длину волны света и усиления отдельных спектральных диапазонов. Даже полное преобразование света к звуку и обратно к свету можно с такими нанопроводов. Дарин см Ван Лер и коллег конкретных технических применений , когда они устраивают кремниевых нанопроводов на небольшие кусочки. Потому что , потому что звук распространяется гораздо медленнее , чем свет в нанопроволоки, транспортный сигнал может быть отложено по желанию. Такие задержки играют важную роль для того , чтобы контролировать передачу данных по оптоволокну или фотонных кристаллов в оптимальном режиме .
© Science в настоящее время .
Источник: "Взаимодействие между светом и весьма ограничен гиперзвука в кремниевой нанопроволоки фотонного", Рафаель Ван Лер и др; Природа Photonics, DOI: 10.1038 / nphoton.2015.11

Результаты (русский) 3:

Одновременно они свет, руководства и гиперзвуковойОткрытие может привести к лучше лечения приводит к очень быстро оптического контроляв Генте (Бельгия), стекловолокна и вдоль более тонкие nanodr - hten почти со скоростью света может направлять световой сигнал.Теперь Бельгии группа впервые успешно, также известный как УВЧ ультразвуковой, через небольшой nanodraht отправить.в анализ, как они влияют друг на друга и высокой свет.Эта группа в природе фотоника "сообщила, что это может привести к новым супер быстрого оптический модуль обработки.Многие исследователи в этой области обязательств, применение многих фотоника, более сильной обработки данных с установленными электронный дизайн позволяет."теперь он может вернуться в акустических преобразовать его и сказал," я из университета van Laer Гента.Это эффект, еще в 85 лет: впервые после Франции отметил, что в указанном, физик рассеяние Бриллюэна световой волны могут через звуковые вибрации в твердых разгона.эти знания с помощью лазера и коллеги, теперь Ван вы в настоящее время экспериментов.методы и lithografischen один миллион 450 дюймов, только на несколько миллиметров секретаря nanodraht тонкопленочных кремниевых.Это означает не только в гиперзвуковой, ультразвуковая частота превышает 1000 гц, также в качестве эффективного оптический волновод.в nanodraht физик infrarotlasers световой волны излучения.распространение волн вдоль поверхности в кристаллической структуры и рекомендаций, nanodrahts акустические вибрации.поперечное сечение вдоль schwingungsachse nanodrahts для распространения света в направлении повернуть на 90 градусов.Эти hyperschallwellen nanodraht хранения стабильного, ты в конус расследования.Это делает из nanodraht акустические вибрации не утечки.в маленьких помещений, с тем чтобы поймать свет и превосходные влияют друг на друга.голос может изменить волны света и один в укреплении.полностью преобразования даже свет, звук и свет nanodr - hten вновь стать может.Van Laer коллега увидел это и применения проекта, если ты приказал их в небольшой кремния чип.Потому что свет, чем распространение звука гораздо медленнее, в nanodraht осмоса может быть signaltransport требования задержки.Эта задержка играет важную роль, в передачи волокна или фотонный кристалл оптимизации правил.науки и обновления.Источник: для света и высокой замкнутых районах в полупроводниковых нанопроводов (УЗИ, Лазер не "Рафаэль Ван et al doi: фотоника", естественно, nphoton.2015.11;