Лазерный мир

Исследователи из России и Белоруссии разработали подход, позволяющий гибко управлять работой и поведением различных экзотических датчиков и прочих оптических устройств, построенных на базе принципов так называемой неэрмитовой фотоники. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

«На данном этапе мы не ставили перед собой задачу разработать конкретные практические приложения. Тем не менее, предложенный принцип можно сравнительно легко осуществить путем интегрирования анизотропной среды, например, жидкого кристалла, в существующие неэрмитовые оптические системы», — пояснил главный научный сотрудник МФТИ Александр Шалин, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Как объясняют ученые, в последние годы физики со всего мира активно разрабатывают высокочувствительные сенсоры, поглотители излучения, лазеры и оптические переключатели, основанные на базе так называемой неэрмитовой фотоники. Так ученые называют особые оптические среды, поведение которых можно описать при помощи математических методов, разработанных в рамках квантовой теории.

Отличительной особенностью этих сред является то, что в них могут возникать так называемые исключительные точки. Так ученые называют особые области пространства, где спонтанным образом нарушается баланс между поглощением и усилением излучения. В результате этого поведение системы кардинально меняется, и она начинает необычно сильно реагировать на внешние возмущения, чем можно пользоваться при разработке различных детекторов и оптических аналогов транзисторов.

Для этого, как отмечают ученые, необходимо управлять или образованием и поведение исключительных точек, или же тем, как с ними взаимодействует вся остальная часть прибора. Ученые обнаружили, что подобный контроль можно осуществить, если встроить в разрабатываемый оптический прибор две прослойки жидких кристаллов или других материалов, чьи оптические свойства зависят от того, в каком направлении распространяется через них свет.

Интеграция двух слоев подобных материалов в фотонный прибор позволяет гибко управлять положением и числом критических точек, существующим внутри этого устройства. Это позволит оперативно настраивать работу этих приборов, а также компенсировать дефекты в режиме реального времени, манипулируя жидкими кристаллами при помощи электрического поля. Схожим образом, как считают физики, можно управлять исключительными точками при помощи прослоек из магнитооптических материалов.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/22923271