Fotonica-onderzoekers van het National Physical Laboratory (NPL) hebben het buitengewone bereikt door een diode te maken die bestaat uit licht dat kan worden gebruikt, Voor de eerste keer, in geminiaturiseerde fotonische circuits, zoals gepubliceerd in optiek .

Dr. Pascal Del'Haye en zijn team bij NPL hebben een optische versie gemaakt van een diode die licht slechts in één richting doorlaat, en kan worden geïntegreerd in microfotonische circuits. Deze kleinschalige integratie was een grote uitdaging in de fotonica omdat bestaande optische diodes omvangrijke magneten vereisen.

Het baanbrekende werk van NPL heeft de beperking van diodes op basis van omvangrijke magneten overwonnen, door licht dat is opgeslagen in kleine op chips gebaseerde glazen ringen te gebruiken om een ​​diode te vormen.

Diodes zijn algemeen bekend in elektronische schakelingen. Ze zenden elektrische stroom in één richting uit, maar blokkeren de stroom in de achterwaartse richting. Diodes zijn essentiële componenten van bijna elk elektronisch circuit en worden gebruikt, bijvoorbeeld, bij batterijladers.

De nieuwe techniek is gemaakt door veel licht in een microresonator te sturen - een glazen ring op een siliciumchip, ongeveer de breedte van een mensenhaar – en het benutten van de circulerende optische kracht om het diode-effect te genereren.

Dr. Jonathan Zilver, Hoger onderzoeker bij NPL, legt uit:"Om de optische diodes te maken, gebruikten we microringen die extreem grote hoeveelheden licht kunnen opslaan. Dit betekende dat, ook al stuurden we maar kleine hoeveelheden licht in deze glazen ringen, het circulerende vermogen was vergelijkbaar met het licht dat wordt gegenereerd door de schijnwerpers in een heel voetbalstadion, maar beperkt tot een apparaat dat kleiner is dan een mensenhaar. De lichtintensiteiten maken de vorming van een diode mogelijk via een licht-met-licht-interactie, het Kerr-effect."

In hun experimenten, ze hebben aangetoond dat het elektromagnetische veld van circulerend licht met de klok mee in deze glazen ringen effectief circulerend licht tegen de klok in blokkeert.

Pascal Del'Haye, Hoofdonderzoeker van het project benadrukt:"Deze diodes zullen, Voor de eerste keer, open de deur naar goedkope en efficiënte optische diodes op microfotonische chips, en zal de weg vrijmaken voor nieuwe soorten geïntegreerde fotonische schakelingen die kunnen worden gebruikt voor optisch computergebruik.

"Ze kunnen ook een aanzienlijke impact hebben op toekomstige optische telecommunicatiesystemen, voor een efficiënter gebruik van telecomnetwerken."

Leonardo Del Bino, Doctoraatsstudent op het project, zei:"Een opmerkelijke eigenschap van deze nieuwe diode is dat de prestatie verbetert als het voorwaarts voortplantende lichtveld wordt vergroot. Dit is erg belangrijk, bijvoorbeeld, bij gebruik van de diode om chip-geïntegreerde laserdiodes te beschermen tegen reflecties van achteren."

Naast het gebruik voor optische diodes, NPL's onderzoek naar de interactie van tegengesteld licht kan nieuwe soorten optische rotatiesensoren en optische geheugens mogelijk maken.