Фізики навчилися зберігати світло у вигляді звуку

У сучасних мережах інформація передається по оптоволокну у вигляді пакетів світлових імпульсів. При дуже великому навантаженні на мережу, проте, може виникати ситуація, коли два пакети одночасно прибувають до одного вузла. Ідеальним рішенням у такому разі є зберегти один з пакетів на дуже короткий проміжок часу, передати інший, а потім передати збережений.

Пакет, що зазвичай зберігається, конвертується в електричний сигнал, який тимчасово зберігається на мікросхемі. При цьому, проте, виділяється багато енергії, тому дослідники шукають спосіб зберігати світловий імпульс без перекладу його в електрику.

Фахівці з університету Дюка розробили метод, що дозволяє конвертувати світло не в електрику, а в звук. Для цього по волокну посилається пакет даних у вигляді лазерних імпульсів тривалістю по дві наносекунди, а назустріч ньому - записуючий лазерний імпульс тривалістю півтори секунди. Інтерференція імпульсів призводить до того, що майже вся енергія імпульсу даних передається волокну у вигляді акустичних хвиль (цей ефект називається розсіянням Мандельштама-Бріллюена). В порівнянні з швидкістю світла у волокні (близько 200 мільйонів метрів в секунду) швидкість звуку в нім нікчемно мала (п"ять тисяч метрів в секунду). Пакет збережений.

Через потрібний проміжок часу посилається прочитуючий імпульс: такої ж тривалості, в тому ж напрямі. Взаємодіючи з акустичними хвилями, які ще не встигли "піти далеко", сигнал приводить до появи світлового імпульсу, що майже не відрізняється за параметрами від початкового імпульсу даних і рухомого в тому ж напрямі. Пакет лічений.

Тривалість проміжку між записуючим і прочитуючим імпульсом (час зберігання) вдалося довести до 12 наносекунд. На відміну від інших методів роботи з світлом, акустичне зберігання не вимагає наднизьких температур і не залежить від діапазону довжин хвиль. Для практичного застосування технології, проте, її необхідно удосконалити, зокрема, навчитися зберігати більше імпульсів на більший проміжок часу. Дослідники сподіваються, що їм вдасться підібрати матеріал з відповідними оптико-акустичними характеристиками, повідомляє портал PhysicsWorld з посиланням на журнал Science.

×