Оптический диод

03.05.2018

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".

<< Назад: Невидимые сенсоры, которые не искажают измеряемые ими магнитные поля 03.05.2018

>> Вперед: Саке из древесины 02.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Открыт шестой вкус 25.04.2025 Как считают специалисты, помимо традиционных пяти вкусов - сладкого, соленого, кислого, горького и умами - существует возможность выделить и шестой вкус. Недавние исследования, проведенные учеными из Университета Южной Калифорнии, открыли новую главу в изучении вкусового восприятия, добавив к известным ароматам еще один, ранее не замеченный. Этот шестой вкус связан с веществом, называемым хлоридом аммония, которое давно известно своим острым, неприятным вкусом. Исследования показали, что хлорид аммония активирует специальный рецептор в организме, который носит название OTOP1. Этот рецептор является аналогом того, который отвечает за восприятие кислотности. Такое открытие может значительно изменить представление ученых о том, как мы воспринимаем вкус и как химические соединения в пище влияют на наше восприятие. Исследователи изучали реакцию клеток с белком OTOP1 на воздействие хлорида аммония. Эксперименты подтвердили, что это вещество вызывает такую же реакцию, как и кислота, активируя рецептор. Интересно, что этот процесс наблюдается не только у человека, но и у других видов животных, включая птиц и рыб. Это открытие подсказывает, что восприятие хлорида аммония могло эволюционно развиться как способ защиты, позволяя организму избегать потенциально опасных и токсичных веществ. Хотя для большинства людей вкус хлорида аммония достаточно неприятен, он все же имеет свою нишу. В некоторых странах, например, в Нидерландах и северной Германии, хлорид аммония добавляют в лакричные конфеты, придавая им характерную резкость и уникальный вкус. Ученые полагают, что вкусовые предпочтения людей могут формироваться под влиянием культурных традиций и пищевых привычек, которые различаются по регионам. Тем не менее, хлорид аммония не является единственным кандидатом на звание шестого вкуса. В последние годы ученые активно исследуют возможность выделения вкуса для жиров, который называется олеогустус. Этот вкус связан с восприятием окисленных жиров, что, по мнению исследователей, может служить сигналом о порче пищи. Однако, в отличие от хлорида аммония, восприятие олеогустуса не связано с конкретным рецептором, что делает его восприятие менее четким и однозначным. Необычное открытие о рецепторе OTOP1 и его реакции на хлорид аммония может кардинально изменить подходы к изучению вкусового восприятия. Это исследование подчеркивает, насколько сложным и многогранным может быть процесс восприятия пищи. Открытие нового вкуса и нового механизма его восприятия открывает перед учеными новые горизонты и возможности для дальнейших исследований. Шестой вкус, пока представленный хлоридом аммония, может стать важным шагом в изучении биологии вкусов. Оно демонстрирует, как сложное взаимодействие химических веществ и рецепторов в нашем организме определяет наши ощущения от пищи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026