Forskere skaber dioder lavet af lys

Fotonikforskere ved National Physical Laboratory (NPL) har opnået det ekstraordinære ved at oprette en diode bestående af lys, der kan bruges, for første gang, i miniaturiserede fotoniske kredsløb, som offentliggjort i Optica .

Dr. Pascal Del'Haye og hans team på NPL har skabt en optisk version af en diode, der kun transmitterer lys i en retning, og kan integreres i mikrofoniske kredsløb. Denne lille integration har været en stor udfordring inden for fotonik, fordi eksisterende optiske dioder kræver store magneter.

NPL's banebrydende arbejde har overvundet begrænsningen af ​​dioder baseret på omfangsrige magneter, ved at bruge lys lagret i bittesmå chipbaserede glasringe til at danne en diode.

Dioder er velkendte i elektroniske kredsløb. De sender elektrisk strøm i en retning, men blokerer strømmen i baglæns retning. Dioder er essentielle komponenter i næsten alle elektroniske kredsløb og bruges, for eksempel, i batteriopladere.

Den nye teknik blev skabt ved at sende masser af lys ind i en mikroresonator - en glasring på en siliciumchip, om bredden af ​​et menneskehår - og udnytte den cirkulerende optiske effekt til at generere diodeeffekten.

Dr. Jonathan Silver, Higher Research Scientist hos NPL, forklarer:"For at skabe de optiske dioder brugte vi mikroregninger, der kan lagre ekstremt store mængder lys. Dette betød, at, selvom vi kun sendte små mængder lys ind i disse glasringe, cirkulationskraften var sammenlignelig med lyset fra oversvømmelseslyset i et helt fodboldstadion - men begrænset til en enhed mindre end et menneskehår. Lysintensiteterne muliggør dannelse af en diode via en lys-med-lys-interaktion kaldet Kerr-effekten. "

I deres eksperimenter, de har vist, at det elektromagnetiske felt for cirkulerende lys med uret i disse glasringe effektivt blokerer ethvert cirkulerende lys mod uret.

Pascal Del'Haye, Forskningsforsker ved projektet understreger:"Disse dioder vil, for første gang, åbne døren til billige og effektive optiske dioder på mikrofoniske chips, og vil bane vejen for nye typer af integrerede fotoniske kredsløb, der kan bruges til optisk computing.

"De kan også have en betydelig indvirkning på fremtidige optiske telekommunikationssystemer, for mere effektiv brug af telenet. "

Leonardo Del Bino, Doktorand om projektet, sagde:"En bemærkelsesværdig egenskab ved denne nye diode er, at ydelsen forbedres, hvis det fremadgående formerende lysfelt øges. Dette er meget vigtigt, for eksempel, når du bruger dioden til at beskytte chipintegrerede laserdioder mod reflekser tilbage. "

Ud over brugen af ​​optiske dioder, NPL's forskning om interaktion mellem modpropagerende lys kan muliggøre nye typer optiske rotationssensorer og optiske minder.