До начала XIX века об этом веществе мало кто знал, а сейчас без него сложно представить современный мир. Найти его можно и в кармане прохожего, и в самых современных лабораториях. Речь, конечно же, о кремнии. За двести с лишним лет своего «общения» с человеком кремний подарил нам множество новых и удивительных технологий. Он нашел свое применение в металлургии, в химии, в биологии, и, самое главное, в электронике.

Список применений кремния очень велик, но благодаря усилиям ученых из университета Суррея (Великобритания) он может пополниться еще одним пунктом. Они провели исследование, в котором установили, что кремний может быть использован в фотонике для создания устройства, которое сможет управлять несколькими световыми лучами. Что под этим подразумевается, как это работает, и какое практическое применение имеет данное открытие? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Несмотря на свои заслуги перед компьютерными технологиями, для фотоники кремний, как правило, считается крайне плохим выбором. Изменить эту ситуацию можно за счет терагерцовой области электромагнитного спектра и за счет нелинейности.

Терагерцовое (ТГц) излучение это вид электромагнитного излучения, спектр частот которого расположен между инфракрасным и микроволновым диапазонами (3х10¹¹—3х10¹² Гц).

Нелинейность же является свойством динамической системы, свойства и характеристики которой зависят от ее состояния. К примеру, в линейной системе изменение амплитуды входящего сигнала на Х приводит к изменению выходного сигнала тоже на Х, а в нелинейной нет. Другими словами, изменения на выходе не пропорциональны изменениям на входе. Ярким примером нелинейной системы является хаос, который на первый взгляд кажется непредсказуемым и совершенно не вписывается в рамки линейных систем.

Таким образом мы имеем дело с нелинейной оптикой, которая изучает явления, возникающие при взаимодействии светового поля и вещества с нелинейной реакцией вектора поляризации на вектор напряженности электрического поля световой волны.

В рамках данного труда ученые отмечают, что нелинейности третьего порядка позволяют контролировать световой импульс в центросимметричных материалах, таких как кремний и диоксид кремния.