Ultrafioletowy laser rosyjskich naukowców przyspieszy internet

Rosyjscy fizycy opracowali tani nanomateriał pozwalający zamieniać światło laseru podczerwieni na ultrafiolet, co przyspieszy pracę sieci komputerowych i pozwoli naukowcom śledzić ruch poszczególnych molekuł i atomów, głosi artykuł opublikowany w piśmie „Nanoscale”.

„Wykorzystując ultrafioletowe impulsy laserowe w celu przekazania informacji możemy znacznie zagęścić i przyspieszyć jej potok. Ponadto, takie metapowierzchnie można wdrażać w czip optyczny i za ich pomocą przełączać częstotliwość wyliczeń” – opowiada Anton Cypkin z Uniwersytetu ITMO w Petersburgu. 

Ultrafioletowe promieniowanie ma wiele inteesujących właściwości, pozwalających wykorzystywać ultrafiolet do przyspieszenia reakcji chemicznych, druku mikroschematów, superdokładnej mikroskopii i wielu innych naukowych i przemysłowych zadań. W ostatnich latach fizycy i inżynierowie stworzyli dziesiątki rodzajów laserów ultrafiloetowych i źródeł światła w nadziei, że stworzą komputery świetlne i systemy przekazu danych na ich bazie. 

Niemniej jednak, na razie tak się nie stało, również dlatego, że ich integracja w mikroschematy jest utrudniona z tego powodu, że bardzo niewielka liczba „twardych” materiałów może wypracowywać ultrafiolet. Jeszcze mniejsza liczba materiałów może wypracowywać ultrafiolet nie tracąc przy tym gigantycznej ilości energii. 

Cypkin i jego zespół znaleźli rozwiązanie tego problemu, kiedy nauczyli się przeobrażać inny, jeszcze wygodniejszy rodzaj promieniowania – światło zwykłego podczerwonego laseru – na ultrakrótkie laserowe wiązki ultrafioletu. 

To zadanie rozwiązali stwarzając nanowarstwę z krzemienia pokrytą wieloma wypustkami i jamkami, które w szczególny sposób współdziałają ze światłem. Te wypustki, jak wyjaśniają naukowcy, są „narysowane” na powierzchni w ten sposób, że pochłaniają impulsy laseru na określonej długości fal i emitują je powtórnie w formie bardzo krótkich ultrafioletowych błysków trwających około femtosekundy (jednej biliardowej części sekundy).

Jak podkreślają badacze, taka konstrukcja może wypracować nie tylko „zwykły” ultrafiolet, który mogą widzieć ptaki i niektóre owady, ale i „głęboki” rodzaj tego światła, mającego mnóstwo zastosowań w nauce i medycynie. 

Inne źródła promieniowania ultrafioletowego wypracowują bardziej jaskrawe wiązki ultrafioletu i mają wyższą sprawność, ale przy tym warstwa stworzona przez Cypkina i jego zespół tworzy bardziej „skupione” i gęste promieniowanie, dla którego wyracowania zwykle wykorzystuje się duże i kosztowne systemy. Z tego powodu, jak uważają petersburscy naukowcy, ich wynalazek znajdzie swoją niszę w technologiach telekomunikacyjnych i w nauce.