Исследователи из Института науки о свете им. Макса Планка (MPL) в Эрлангене, Лейбницкого университета в Ганновере (LUH) и Лейбницкого института фотонных технологий (IPHT) в Йене создали новый тип оптического волокна с замороженным жидким сердечником. Представленная технология позволяет усилить взаимодействие света и звука более чем в 1000 раз.
При резком охлаждении сердцевинных оптических волокон (LiCOF) до температуры -196 °C, вещество внутри сердечника переходит из жидкого состояния в твердое. При этом замороженный участок не только сохраняет способность проводить свет, но и продолжает передавать гиперзвуковые волны.
«Ключевой момент заключается в том, что замороженная часть LiCOF сохраняет свою способность направлять свет. Более того, как жидкая, так и замороженная часть волокна также направляют гиперзвуковые звуковые волны», — отмечает Саймон Зайдерер, один из трех ведущих авторов статьи и научный сотрудник исследовательской группы «Квантовая оптоакустика» профессора Биргит Штиллер, возглавляющей проект.
Новое волокно обеспечивает эффективное взаимодействие света и звука посредством процесса, называемого рассеянием Бриллюэна-Мандельштама. Хотя этот эффект также наблюдается в обычных оптических волокнах, замораживание LiCOF создает плотную и сильно локализованную среду, что увеличивает оптоакустическую связь более чем в 1000 раз по сравнению со стандартными волокнами.
Исследователи использовали это взаимодействие для демонстрации оптоакустической памяти — важного компонента фотонных нейроморфных вычислений в волокнах. Поскольку свет распространяется намного быстрее звука, информация может передаваться от быстрой световой волны к более медленной звуковой волне для временного хранения, а затем преобразовываться обратно в свет.
Высокие показатели связи внутри замороженного LiCOF свидетельствуют о возможности снижения энергопотребления фотонных вычислительных систем.
