Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева вырастили кристаллы для оптических компьютеров

Опубликовано 2021-03-25

 © cdni.rt.com

Российские исследователи обнаружили способ получения нелинейных оптических кристаллов в стекле. Такие кристаллы позволяют управлять свойствами проходящего через них света, превращать невидимое инфракрасное излучение в видимое.

Для их получения стекло обрабатывалось интенсивными лазерными импульсами. По мнению учёных, в будущем подобные кристаллы могут выступать в качестве элементов архитектуры сверхпроизводительного оптического компьютера.

Как объяснили менделеевцы, сначала они синтезировали стекло, которое состоит из оксидов германия и свинца. Затем для получения кристаллов с заданными параметрами исследователи обрабатывали такие стекла интенсивными лазерными импульсами. От нагрева лазером стекло (которое изначально не относится к кристаллическим материалам) плавилось, а при последующем охлаждении кристаллизовалось.

Полученные кристаллы, отмечают учёные, называют нелинейно-оптическими. Эти с виду ничем не примечательные прозрачные материалы обладают особой симметрией структуры и позволяют управлять свойствами проходящего через них света, в том числе превращать невидимое инфракрасное излучение в видимое.

Такие кристаллы используют в лазерной технике, поясняют исследователи. Однако для применения в области фотонных вычислений необходимо было уменьшить оптические элементы до микронного размера и интегрировать их воедино, чтобы создавать оптические микрочипы. Это и удалось сделать учёным, вырастившим кристаллы прямо в стекле.

«Мы используем метод прямой лазерной записи: с помощью мощного фемтосекундного лазера нагреваем стекло до высоких температур, но делаем это очень аккуратно — зона нагрева ограничена всего несколькими микронами. В итоге с помощью такого нежного нагрева удаётся кристаллизовать заданные микрообъёмы стекла и создавать протяжённые треки с практически монокристаллической структурой, обладающие всеми свойствами нелинейно-оптического кристалла», — пояснил Сергей Лотарев.

Для коллектива РХТУ это не первая работа по созданию нелинейных оптических кристаллов. Ранее учёным удалось вырастить в стекле кристаллы борогерманата лантана, с помощью которых можно изменять длину волны лазерного излучения. В настоящее время исследователи изучают различные возможности кристаллизации стекла при помощи лазера с целью создания других материалов с заданной микроструктурой.

Удачная комбинация свойств кристаллов и стекла в одном материале позволит использовать его при создании оптического компьютера, уверены исследователи. По словам Сергея Лотарева, в будущем микроскопические нелинейные оптические кристаллы могут функционировать как интегральный электрооптический модулятор — элемент архитектуры сверхпроизводительного оптического компьютера.

Источник https://sdelanounas.ru/blogs/140329/