Контроль света

Будущее вычислений яркий, в буквальном смысле.

Исследователи из школы Гарварда Джон А. Полсон инженерных и прикладных наук (Seas), в сотрудничестве с исследователями из Университета Макмастера и Университета Питтсбурга разработали новую платформу для полностью оптических вычислений, что означает, что вычисления были произведены исключительно с лучами света.

«Большинство расчетов сейчас использует твердые материалы, такие как металлические провода, полупроводники и фотодиоды на пару электроники на свет», — сказал Амос микс, аспирант в морях и co-первый автор исследования. «Идея все-оптических вычислений заключается в удалении этих жестких компонентов и контроля света. Представьте, например, совершенно мягкий, схемотехника-бесплатный робот управляемый светом от солнца.»

Эти платформы опираются на так называемые нелинейные материалы, которые меняют свой показатель преломления в ответ на интенсивность света. Когда свет проходит через эти материалы, показатель преломления в пути усиливает луч, генерируя свои собственные, светло-изготовлен волновод. В настоящее время, большинство нелинейных материалов требуют мощных лазеров или постоянно изменена передача света.

Здесь исследователи разработали принципиально новый материал, который используется обратимый отек и договаривающихся в гидрогель при низкой мощности лазера для изменения показателя преломления.

Гидрогель состоит из полимерной сетки, которая разбухнет от воды, как губка, и небольшое количество света реагирует молекул, известных как спиропирановых (который похож на молекулы используется для перехода оттенок линз). Когда свет проходит через гель, площадь под светом контракты на небольшую сумму, концентрации полимера и изменением показателя преломления. Когда свет выключен, гель возвращается в исходное состояние.

Когда несколько лучей, проходящий через материал, они взаимодействуют и влияют друг на друга, даже на больших расстояниях. Луч может ингибировать Балка Б, Балка б могли воспрепятствовать Луч, как бы нейтрализуют друг друга или оба могли пройти … создание оптического логического элемента.

«Хотя они отделены, лучи по-прежнему видят друг друга и изменяются в результате», — сказал Kalaichelvi Saravanamuttu, доцент кафедры химии и химической биологии в Макмастер и co-старший автор исследования. «Мы можем представить себе, в долгосрочной перспективе, разработке вычислительных операций с помощью этого интеллектуального реагирования».

«Мы можем не только дизайн photoresponsive материалы, которые обратимо менять свои оптические, химические и физические свойства в присутствии света, но мы можем использовать эти изменения, чтобы создать каналы света, или собственной ловушке лучи, которые могут направлять и манипулировать светом,»-сказал соавтор исследования Дерек морим, аспирант Saravanamuttu лаборатории.

«Материаловедение меняется», — сказала Джоанна Айзенберг, Эми Смит Berylson профессор материаловедения в морях и co-старший автор исследования. «Саморегулируемый, адаптивных материалов, способных оптимизировать свои свойства в ответ на окружающую среду заменяют статические, энергоэффективности, внешне регулируемых аналогов. Наш обратимо отзывчивый материал, который контролирует свет в исключительно малых интенсивностей-это еще одна демонстрация этого перспективного научно-технической революции».

Это исследование было опубликовано в Трудах Национальной академии наук. Он был в соавторстве с Анкита Шастри, Энди Чан, Анна В. Шнейдман, В. В. Яшин, Фариха Махмуд, Анна С. Балаш. Она была поддержана в рамках научно-исследовательского управления армии США под W911NF-17-1-0351 и к естественным наукам и инженерным исследованиям Совета, канадский фонд для инноваций.

сделать разницу: спонсорские возможности