Исследователи РАН экспериментально нарушили и управляли симметрией света: новый прорыв для фотонных устройств

Сотрудники Института прикладной физики РАН, базирующиеся в Нижнем Новгороде, успешно продемонстрировали в эксперименте управление световыми состояниями в оптических микрорезонаторах. Эти ученые нашли способ нарушить симметрию противоположных волн и впервые зарегистрировали их переключение, представляя новые возможности для создания фотонных устройств.

Микрорезонаторы – это своеобразные “ловушки для света”, позволяющие удерживать излучение в микромасштабе. Во время эксперимента, исследователи направили лучи лазерного света одинаковой частоты на микрорезонатор. В процессе прохождения через среду, появились дополнительные волны с измененной частотой за счет так называемой рамановской нелинейности. В определенных обстоятельствах, интенсивность противоположных волн перестала быть равной, что является нарушением симметрии. Исследователи также смогли управлять этим эффектом, достигая переключения между состояниями.

«Мы показали на практике, что, варьируя частоту лазерного излучения, подаваемого на микрорезонатор, мы можем управлять состояниями рамановских волн», — говорит доктор физико-математических наук Алексей Андрианов, который возглавляет лабораторию в ИПФ РАН.

Такой эффект дает возможность для создания миниатюрных оптических устройств, включая переключатели, логические элементы и чувствительные датчики. Исследование, поддержанное Российским научным фондом, было опубликовано в журнале Optics Letters.

В целях объяснения данного явления, ученые создали математическую модель, способную прогнозировать поведение системы. Это может помочь в оптимизации фотонных устройств и расширении их функциональных возможностей в будущем.