Ученые получили нерассеивающийся луч света

Новый вид луча, названный косинус-гауссовским, является продуктом специфического класса квазичастиц — поверхностных плазмонов, то есть коллективных колебаний свободного электронного газа. Плазмоны давно считаются потенциально полезными в микроэлектронике, поскольку металлические провода, по поверхности которых их можно передавать, могут быть намного тоньше обычных и поддерживать гораздо более высокие частоты, теоретически до 100 ТГц (обычные проводники демонстрируют высокие потери уже при 10 ГГц).

Их использованию мешало в основном то, что все волны, включая свет, не только распространяются в заданном направлении, но и рассеиваются. Это, учитывая размеры плазмонных проводников, означает серьёзную потерю сигнала уже на коротких расстояниях.

Чтобы получить нерассеивающийся луч, учёные создали на тонком золотом покрытии, нанесённом на стеклянную основу, два ряда желобков, пересекающихся под определённым углом и образующих своего рода решётку. Когда эти желобки подвергаются воздействию лазерного луча, по каждому набору под углом друг к другу двигаются две плоские поверхностные волны, которые, пересекаясь, накладываются и создают тем самым нерассеивающийся луч.

Не рассеивается он только в пределах металлической поверхности, по которой распространяются плазмоны. Таким образом, в нынешнем эксперименте его «нерассеивание» ограничилось всего 80 мкм. Тем не менее, авторы работы надеются, что дальнейшее развитие открытого ими направления приведёт к резкому росту энергоэффективности и рабочей частоты микросхем.