Метаматериал ИТМО защитит фотонные чипы от дефектов

Учёные ИТМО Дмитрий Вагин и Максим Горлач разработали структуру на основе метаматериала, которая минимизирует влияние дефектов и фокусирует свет необычным образом.

Разработанная структура работает как собирающая и как рассеивающая линза — в зависимости от того, откуда падает свет. Эффект достигается за счёт магнитного поля и специальной симметрии решётки. Спроектированная поверхность рассчитана на микроволны: их длина волны (сантиметры) позволяет делать управляющие детали миллиметровыми, что проще в изготовлении, чем наноразмерные элементы для видимого света.

Метаматериал выглядит как непрозрачная тёмная пластинка, но пропускает микроволновое излучение. Его детали — металлические провода и цилиндры из материала, реагирующего на магнитное поле. Под его действием материал меняет свойства и преобразует волну. В расчётах для управления волной использовали иттриевый гранат — из него выполнены цилиндры.

Численные расчёты подтвердили: дефекты внутри структуры почти не влияют на прохождение волны — отражённые сигналы гасят друг друга из-за магнитного поля и асимметрии структуры. Метаматериал может пригодиться в производстве фотонных интегральных схем — они заменят обычные микросхемы и повысят скорость работы устройств при сокращении энергозатрат.

Кроме того, линза на основе структуры может быть полезна для сенсоров: обращённая наружу сторона расфокусирует свет извне, и сенсор не потеряет изображение из-за слишком яркого света.

Ранее по теме: Найден материал для оптических чипов будущего

Источник: ИТМО