Вынужденное рассеяние Бриллюэна на кристалле посредством поверхностных акустических волн
Группа исследователей впервые успешно применила лазеры для генерации направленных звуковых волн на поверхности микрочипа. Эти акустические волны, подобные поверхностным волнам, возникающим во время землетрясения, распространяются по чипу на частотах, почти в миллиард раз превышающих частоты, встречающиеся при землетрясениях. Удерживая звуковую волну на поверхности чипа, легче взаимодействовать с окружающей средой, что делает этот чип идеальным кандидатом для передовых сенсорных технологий. Результаты опубликованы в журнале APL Photonics. Метод, используемый исследователями, известен как вынужденное рассеяние Бриллюэна (ВРМБ). Это создается за счет расширенной петли обратной связи между фотонами (светом) и фононами (звуком). Когда свет движется вокруг чипа или оптического волокна, он создает звуковые вибрации. Раньше это считалось помехой в оптической связи, но затем ученые поняли, что могут объединить и усилить эту вибрацию как новый способ передачи и обработки информации. Процесс обратной связи позволяет световым волнам (обычно создаваемым лазерами) и звуковым волнам «сцепляться», увеличивая силу этого эффекта (обратной связи). Исследователи ожидают, что вынужденное рассеяние Бриллюэна найдет применение в сетях 5G/6G и широкополосных сетях, датчиках, спутниковой связи, радиолокационных системах, системах обороны и даже в радиоастрономии.
Принцип обратного рассеяния Бриллюэна продольными и поверхностными акустическими волнами:
(а) схематическое изображение рассеяния Бриллюэна на кристалле чисто продольными акустическими волнами (ЛАВ) (слева), обозначенными как флуктуации плотности в сердцевине волновода и ПАВ (справа), распространяющиеся вдоль волновода.
(b) Оптическая дисперсионная диаграмма процесса рассеяния Бриллюэна на продольных и поверхностных акустических волнах.
(c) Иллюстрация профилей акустического смещения продольных и поверхностных акустических волн в волноводе.
Фото: APL Photonics (2024 г.). DOI: 10.1063/5.0220496
Группа исследователей впервые успешно применила лазеры для генерации направленных звуковых волн на поверхности микрочипа. Эти акустические волны, подобные поверхностным волнам, возникающим во время землетрясения, распространяются по чипу на частотах, почти в миллиард раз превышающих частоты, встречающиеся при землетрясениях. Удерживая звуковую волну на поверхности чипа, легче взаимодействовать с окружающей средой, что делает этот чип идеальным кандидатом для передовых сенсорных технологий. Результаты опубликованы в журнале APL Photonics.
Обычно поверхностные акустические волны «возбуждаются» с помощью электроники. Здесь учёные используют фотонику, или энергию света для создания звуковой волны. Этот подход имеет множество преимуществ, но главное в том, что свет не выделяет в чипе тепло, которое вызывает электронное возбуждение.
Используя специальное стекло из германия, мышьяка и селенида, известное как GeAsSe, ученые смогли добиться замечательных результатов и измерений, указывающих на сильное взаимодействие между светом и звуком.
Метод, используемый исследователями, известен как вынужденное рассеяние Бриллюэна (ВРМБ). Это создается за счет расширенной петли обратной связи между фотонами (светом) и фононами (звуком).
Когда свет движется вокруг чипа или оптического волокна, он создает звуковые вибрации. Раньше это считалось помехой в оптической связи, но затем ученые поняли, что могут объединить и усилить эту вибрацию как новый способ передачи и обработки информации.
Процесс обратной связи позволяет световым волнам (обычно создаваемым лазерами) и звуковым волнам «сцепляться», увеличивая силу этого эффекта (обратной связи). Исследователи ожидают, что вынужденное рассеяние Бриллюэна найдет применение в сетях 5G/6G и широкополосных сетях, датчиках, спутниковой связи, радиолокационных системах, системах обороны и даже в радиоастрономии.
