Международная команда, возглавляемая учеными Гарвардского университета, продемонстрировала новый тип луча света, который распространяется, оставаясь очень узким и не рассеиваясь на беспрецедентно длинных расстояниях. Этот «игольный» луч, как его назвали исследователи, поможет уменьшить потери сигнала, распространяющегося в оптических системах на чипе, что в конечном счете сможет привести к появлению нового поколения мощнейших оптических и электронных микропроцессоров.

Следует заметить, что основную роль в создании луча света нового типа сыграли команды ученых Школы технических и прикладных наук Гарвардского университета (Harvard School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) и лаборатории Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (CNRS), Франция. Описание и результаты исследований были изданы 31 августа в онлайн-журнале Physical Review Letters.

Одной из основных проблем, которые препятствуют развитию и созданию оптических внутрипроцессорных коммуникационных линий и оптических процессоров, является то, что

волны света рассеиваются во всех направлениях за счет влияния явления, известного как дифракция. Это уменьшает силу полезного сигнала, несущего информацию, вплоть до уровня, когда его уже нельзя выделить и обработать.

Рис. 1.

Техническим термином, описывающим «игольный» луч света, является Косинус-гауссовский плазмонный луч. Этот луч распространяется вдоль поверхности без дифракции на расстояние 80 микрометров. Для его создания ученые использовали стеклянную подложку, покрытую слоем золота. На поверхности золота была сформирована решетка углублений-бороздок, располагающихся под углом друг к другу. Когда эта решетка освещается светом лазера, она вырабатывает два луча переизлученного плазмонами света, которые, смешиваясь, создают один узкий луч света, не подверженный влиянию дифракции.

«Игольный» луч света является результатом действия квазичастиц особого типа, называемых плазмонами. Как известно, плазмоны, представляющие собой колеблющиеся облака из свободных электронов, возникают на металлической поверхности.

Поэтому, металлические проводники с поверхностью, сплошь покрытой плазмонами, имеют потенциал для того, что бы заменить обычные соединительные электрические проводники в микропроцессорах, позволяя реализовать более скоростные коммуникационные линии между различными частями процессора.