Нанофотоника

Что изучает нанофотоника? Как эта дисциплина поможет решить проблему обработки больших данных? Какие свойства фотонов могут быть использованы для создания оптического компьютера? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Владимир Белотелов.

Фотоника — это раздел современной оптики, который занимается изучением источников оптического излучения, условий распространения оптического излучения в пространстве или через материалы и методов управления этим излучением. Также немаловажным разделом является разработка методов приема оптического излучения. Если же мы сталкиваемся с масштабами порядка несколько сотен или десятков нанометров, то речь уже идет о нанофотонике.

Альтернативой электронным вычислениям являются фотонные вычисления, в которых для передачи и обработки информации используются не электроны, а фотоны. Фотоны — это кванты, частицы оптического излучения, которые, в отличие от электронов, не имеют заряда и не имеют массы покоя. Этим обусловлено их большое преимущество по сравнению с электронами. Фотоны должны позволить существенно продвинуться в скорости обработки информации. Во-первых, потому, что фотоны, помимо того, что не обладают массой покоя, могут распространяться со скоростями порядка скорости света. В вакууме — точно скорость света 3*108 м/с, если же фотон распространяется по материалу, то скорость будет несколько ниже.

Недавно были представлены спазеры — это лазеры, основанные на возбуждении плазмонных колебаний. Они представляют собой наночастицы, размер которых составляет несколько десятков нанометров. Эти наночастицы излучают фотоны, а также плазмоны. Плазмоны — это гибридные колебания, которые одновременно включают в себя колебания фотонов и электронов.