Оптические волокна давно стали основой быстрой передачи данных, но теперь у них может появиться новая роль. Исследователи из Института науки о свете Общества Макса Планка, Ганноверского университета имени Лейбница и Института фотонных технологий Общества Макса Планка (Германия) предложили нестандартный подход: они заморозили жидкий сердечник оптического волокна, чтобы радикально усилить в нем связь между светом и звуком.
В основе разработки лежит волокно с жидким сердечником (LiCOF). Его поместили в азот при температуре −196 °C, добившись фазового перехода: жидкость в сердцевине превратилась в твердое тело. При этом волокно не потеряло способность направлять свет, а кроме того, стало эффективно проводить и гиперзвуковые волны. Ключевым эффектом здесь выступает рассеяние Бриллюэна — Мандельштама — взаимодействие света и звука в среде. В замороженном LiCOF это взаимодействие становится более чем в 1000 раз сильнее, чем в обычных волокнах.
Заморозив жидкое ядро, мы создали совершенно новую физическую платформу, которая обеспечивает экстремальную нелинейность, но при этом проста в обращении
На базе этой усиленной связи исследователи продемонстрировали оптоакустическую память — фундаментальный элемент для фотонных нейроморфных вычислений. Принцип работы строится на разнице скоростей: информация передается от быстрой световой волны к медленным звуковым, а затем снова преобразуется в свет. Такой механизм позволяет временно хранить данные прямо в волокне.
Усиление связи света и звука открывает новые возможности: снижение энергопотребления вычислительных архитектур, развитие квантовой обработки информации, микроволновой фотоники и высокоточного зондирования. Демонстрация оптоакустической памяти — лишь первый шаг. В перспективе такая платформа может стать основой для принципиально новых устройств, где обработка и хранение сигналов происходят в единой волоконной структуре.
Ранее Наука Mail рассказывала, физики скрутили оптоволокно и увеличили его надежность.