Просмотр по

Метаповерхность способен работать аналоговым компьютером

Метаповерхность способен работать аналоговым компьютером

Ученые из Университета Южной Дании в статье, вышедшей в недавнем номере журнала Nano Letters, представили, что двумерная синтетическая метаповерхность способен выполнять пространственное дифференцирование и интегрирование.

При освещении лазером с длиной волны 800 нм, наноструктура, состоящая из массива субволновых золотых отражателей, размещенных на золотой фольге с изолирующий прослойкой из диоксида кремния, генерирует плазмоны. Они распространяются в изолирующий прослойке и образуют отраженную волну, амплитуда и фаза которой определяются размерами наноотражателей. Таким образом профиль падающей волны (входящий сигнал) трансформируется в его производную или первообразную.

Как другим аналоговым вычислителям, метаповерхность оперирует непрерывными амплитудой и фазой, а не их дискретными значениями, как цифровые компьютеры. Соответственно, входящий сигнал не требуется преобразовывать в последовательность битов, устранение этой задержки дает возможность ускорить расчеты.

Метаповерхность способен работать аналоговым компьютером

Кроме этого, метаповерхность работает напрямую со светом, частота которого значительно выше используемых в электронике. Еще одним преимуществом считается ее малая толщина, на порядки величины меньше, нежели традиционных оптических устройств — линз или оптических пластинок. Невозможность втиснуть свет в масштабы микрочипа это одна из причин, почему электроника до сих пор доминирует в компьютерах, а оптические технологические процессы используются лишь для пересылки больших объемов сведений на дальние расстояния.

Главным результатом своей работы датские ученые всё же считают не аналоговые вычисления, а возможность одновременного управления амплитудой и фазой на частотах видимого света. Это открывает новые направления применения метаповерхностей, подобные как генерирование сложных волновых фронтов или голографическая запись информации. Подобные пластинки смогут использоваться и в оптической микроскопии, к примеру для визуализации границ путем вычисления второй производной или для получения фазово-контрастных изображений по методу Цернике.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *