Наночастицы управляют потоками света, как регулировщики на перекрестке

Физики разработали технологию создания метаповерхностей для нелинейного асимметричного управления светом. Наночастицы, входящие в состав материала, контролируют направление движения фотонов. Исследование опубликовано в Nature Photonics.

Международная группа ученых представила технологию контролируемого управления светом с помощью наночастиц, формирующих метаповерхность. Крошечные структуры, как считают разработчики, пригодятся в коммуникационных сетях и для создания оптических вычислительных систем.

Технологии, основанные на свете, активно применяются при построении сетей связи. Но в существующих системах может возникать множество помех, влияющих на качество работы системы, объясняют авторы исследования. Свет, например, может рассеиваться или отражаться не там, где требуется. 

С помощью крошечных наночастицы (около 12 тыс. таких структур может уместиться в поперечном сечении волоса), как полагают исследователи, можно добиться более высокой точности распространения света. 

«Как дорожные знаки регулируют движение на оживленной дороге, частицы контролируют поток света, манипулируя направлением, в котором он может или не может двигаться, — объясняет руководитель исследования Сергей Крук. — Некоторые частицы позволяют свету течь только слева направо, другие — справа налево, или путь может быть заблокирован во всех направлениях».

Исследователи отмечают, что большинство современных технических устройств основано на контролируемом управлении движением электронов. Оно стало возможным благодаря полупроводникам. Аналогичные возможности для контроля за светом, как считают ученые, могут привести к масштабным технологическим изменениям.