Интегральные схемы на плазмонах

Для управления потоками оптической информации в плазмонных процессорах и компьютерах необходимо разработать пассивные и активные элементы, причем активные элементы должны быть нелинейными. В качестве физических процессов, обеспечивающих нелинейность, можно использовать термо-, электро-, магнитооптические эффекты, на которых основаны элементы и компоненты наноустройств.

В качестве плазмонных волноводов (рис. 5.94) в устройствах используются полосковые линии. По ним можно транспортировать не только плазмоны как носители информационного оптического сигнала, но и управляющие электрические токи низкой частоты. На основе термооптических эффектов, возбуждаемых проходящими по полосковому плазменному вол;

Рис. 5.94. Схема линейного плазмонного волновода {а) и интерферометра типа Маха — Цендера с вмонтированным нагревателем в одном из плеч (б) поводу электрическими токами, реализованы оптические модуляторы и переключатели.

Одновременно полосковые линии могут быть использованы как датчики величины переносимой плазмонами энергии, которая измеряется в соответствии с изменением электрического сопротивления волновода. Другим конструкторским приемом создания активных плазмонных наноустройств является использование нелинейных элементов на той же подложке, на которой расположен плазмонный нановолновод. Металло-диэлектрической плазмонный волновод содержит галлиевую секцию и брэгговские решетки для ввода и вывода плазмонов и оптических сигналов.

Особенно он подходит для создания активных элементов ианоплазмоники. В качестве такого элемента можно применять металлическую полоску галлия, в котором могут происходить структурные фазовые переходы.

Несколько переключателей могут быть интегрированы и могут формировать сложные устройства преобразования плазмонных сигналов.

Контрольные вопросы

• 1. Что такое плазмой и чем он характеризуется?
• 2. Что такое спазер и каковы его конструктивные особенности?
• 3. Что такое однофотонный транзистор и каковы принципы его работы и перспективы применения?

Литература

• 1. Климов, В. В. Наноплазмоника / В. В. Климов. — 2-е изд., испр. — М.: Физматлит, 2010.
• 2. Астапенко, В. А. Введение в фемтонанофотонику: учеб, пособие / В. А. Астапенко. — М.: Изд-во МФТИ, 2009.
• 3. Астапенко, В. А. Электромагнитные процессы в среде, наноплазмоника и метаматериалы / В. А. Астапенко. — Долгопрудный: Интеллект, 2012.