Американские ученые разработали компактный оптический "изолятор", который пропускает свет только в одном направлении, что будет очень важно в разработке будущих компьютеров на базе оптических схем, говорится в статье, опубликованной на сайте журнала Nature Photonics.

Развитие фотонных вычислительных устройств, в которых фотоны используются вместо электронов в обычных электронных схемах, сдерживается из-за трудностей в создании оптической "изоляции" — "клапанов", пропускающих свет только в одном направлении. Распространение света в обратном направлении из-за отражения создает помехи для фотонных вычислительных устройств и может значительно снижать их производительность.

Устройства для гашения распространяющегося в обратном направлении света, так называемые оптические изоляторы, уже существуют. Однако эти изоляторы основаны на явлении поляризации света, или на магнито-оптических материалах. Они не совместимы с технологией изготовления интегральных схем, в частности, комплементарных схем на транзисторах типа металл-оксид-полупроводник (CMOS — complementary metal-oxide-semiconductor), на базе которых создается подавляющее большинство современных процессоров и других микросхем.

Авторы статьи, ученые из Стэнфордского университета Шаньхой Фань (Shanhui Fan) и Цзунфу Юй (Zongfu Yu) разработали приспособленную для монтажа на печатной плате схему оптического изолятора на базе фотонных структур, соединенных с кремниевыми волноводами и кольцевыми резонаторами.

Фотонные структуры, в частности, фотонные кристаллы отличаются тем, что их показатель преломления может меняться во времени и в пространстве.

Исследователи сконструировали устройство, в котором при изменении во времени и в пространстве показателя преломления фотонных структур излучение распространялось только в прямом, но не в обратном направлении.

В результате может быть создан сверхкомпактный оптический изолятор, который будет совместим с современными технологиями создания интегральных схем.