Ученые Нового физтеха ИТМО разработали метаматериал, способный сохранять свои оптические свойства даже при наличии внутренних дефектов. Новая структура может найти применение в фотонных чипах, системах передачи данных и оптических вычислениях, повысив скорость обработки информации и снизив энергопотребление.

Разработка представляет собой своеобразную одностороннюю линзу для микроволн. В отличие от обычных линз, она может фокусировать излучение с одной стороны и рассеивать его с другой. При этом внутренние неровности практически не влияют на прохождение волны. Такой эффект достигается благодаря магнитному полю и особой симметрии структуры.

В основе метаматериала лежат цилиндры из иттриевого граната — вещества, реагирующего на магнитное поле. Изменяя его интенсивность, можно регулировать фокусное расстояние линзы. Пока структура рассчитана на микроволны, поскольку для управления видимым светом потребовались бы значительно более мелкие элементы, изготовление которых технологически сложнее.

«Если менять магнитное поле, например приближая или удаляя магниты, эффект будет усиливаться или ослабляться. Таким методом можно увеличивать или уменьшать фокусное расстояние невзаимной линзы, которая фокусирует свет только с одной стороны, а с другой рассеивает», — объяснил первый автор исследования, магистрант Нового физтеха ИТМО Дмитрий Вагин.

Ученые отмечают, что разработка пока остается экспериментальным шагом, однако в перспективе подобные структуры могут сделать фотонную микроэлектронику надежнее и эффективнее.

Задать фотон: новые оптические чипы ускорят работу дата-центров