2005年8月23日
一个发现普林斯顿大学研究人员可能会导致一个有效的方法来控制光的传输和提高新一代的通信技术采用光(而不是电)。
发现可以用来开发新结构,将工作在相同的方式作为肘关节管道通过使光线穿过光子电路使急转弯。光纤电缆目前用于电脑、电视和其他设备可以快速传输光和有效,但不能弯曲锋利的角。光脉冲中的信息必须转换为繁琐的电信号,然后才能进行排序和重定向到正确的目的地。
在一个实验详细在8月18日的《自然》杂志上,研究人员建造了一个三维模型的准晶体制成的聚合物棒测试是否这种结构有助于控制光的道路。准晶体是一种不寻常的两个构件组成的固体形式,定期或原子组,重复整个结构两种不同的间距。普通晶体是由一个构建块重复相等的间距。使准晶体的区别有更多的球面晶体对称是可能的。
普通晶体被认为是最好的结构在光子电路进行连接。但研究人员首次证明了准晶体结构更好的捕捉和重定向光,因为它们的结构更接近球形。他们的模型,它有相同的对称足球,表明准晶体的设计可以阻止光逃避无论哪个方向走了。
找到代表新兴领域的进步的光子,光取代电作为传输和处理信息的手段,可能会导致更快的通信和计算设备的发展。
“搜索结构,阻碍了光线在各个方向对物理学家和工程师在过去的二十年里,”普林斯顿大学的物理学家保罗·斯坦哈特说,《自然》杂志论文的作者,谁发明了准晶体的概念和他的学生多夫·莱文在1984年在宾夕法尼亚大学。
“控制光线可以直接交换和处理电子在电子电路、等光子设备有许多应用研究和在通信技术中,”斯坦哈特说。
作者保罗·查金前普林斯顿大学教授现在在纽约大学软物质研究中心说,“最终,光子学是一个更好的方法比电子的通灵信息——它消耗更少的能量和速度。”
论文的其他合作者威宁人,从事该项目作为她的博士论文的一部分在普林斯顿大学的物理系,和米Megens,荷兰飞利浦研究实验室研究员。
进行他们的实验中,研究人员建造世界上第一个模型的三维光子准晶体,这是一个小比一个垒球和由4000厘米长聚合物棒。他们观察微波被封锁在某些角度来衡量结构将如何控制光通过它。
构建物理模型是一个突破,证明更有价值比使用复杂的数学计算,这在先前的努力来评估一个障碍的有效性光子准晶体在阻挡光线。
“光子的模式是否阻塞阻止从未真正被计算,”斯坦哈特说。“在实验室,我们可以构造一个装置,有效地像是做一个计算机模拟的模式传播。”
查金补充说,“我们发现它有实际应用,我们还发现准晶体的一些性质,我们不知道。”
研究人员目前正在探索的方式结构的小型化为了利用设备与可见光代替微波。他们也正在研究是否准晶体设计电子和声学的应用程序可能会有用。
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