Замороженное волокно усилило взаимодействие света и звука в тысячу раз

Оптические технологии передачи данных работают со скоростью света, но для хранения информации нужны иные принципы. Большинство существующих оптических буферов и линий задержки удерживают световой импульс лишь на наносекунды или микросекунды. Новое исследование, описанное на Phys.org, демонстрирует принципиально иную шкалу: замороженное оптическое волокно способно хранить информацию о прошедшем световом импульсе в течение нескольких часов.

Исследовательская группа охладила оптическое волокно до криогенных температур — около 4 К — и пропустила через него короткий лазерный импульс. Ключевой физический эффект — оптоакустическое взаимодействие: фотоны передают часть своего импульса фононам, возбуждая в материале волокна акустические колебания.

При комнатной температуре такие колебания быстро затухают — тепловой шум рассеивает их за наносекунды. Но при криогенном охлаждении затухание акустических фононов в кварцевом стекле резко замедляется: материал фактически «замерзает» вместе с закодированным в нём акустическим «отпечатком» светового импульса.

В экспериментах исследователи:

— записывали в волокно информацию о форме, амплитуде и спектральном профиле лазерных импульсов через оптоакустическое взаимодействие; — охлаждали волокно и выдерживали его при криогенной температуре несколько часов; — считывали хранившуюся информацию, зондируя волокно пробным лазерным лучом и регистрируя характерный оптоакустический отклик.

Верность воспроизведения записанного профиля через несколько часов оказалась достаточной для идентификации исходного импульса.

До практических применений в оптических вычислениях или квантовых сетях предстоит решить задачи интеграции криогенного оборудования с реальными системами обработки данных и масштабирования ёмкости памяти. Пока это демонстрация принципа.

Ранее pronedra.ru писал о управлении теплопроводностью керамики.