在桑迪亚纳米技术专家创建第一个太赫兹偏振光学开关速度
桑迪亚国家实验室领导的研究小组首次用光而不是电子纳米厚的薄膜设备从完全黑暗的开关完全透明，或光的速度在万亿分之一秒。
前Sandia国家实验室的博士后研究员袁牧洋，左，和桑迪亚国家实验室的研究员Igal Brener建立在光学实验室Brener所带领的团队做测试发表自然光子学描述工作在太赫兹光学信息处理的速度，比通过电子手段今天是可以实现的速率快得多。 ；PCBA加工
由主要研究者以布雷纳团队发表自然光子学论文今年春天与合作者在北卡罗来纳州立大学。本文介绍了光学信息处理工作，如开关或用光控制光偏振态的控制，在太赫兹的速度，比通过电子手段今天是可以实现的速率快得多，和一个较小的装置的整体尺寸比其他的全光交换技术。
在设备内旋转的电子，如电信设备中使用的电子，由于充电速度慢和散热能力差，所以有一个速度限制，因此，如果目标快得多的话，电子可能不得不让位给光子。
要有效地使用光子，这项技术需要一种在太赫兹波段从完全光到完全暗的装置。过去，研究人员无法从小型设备所需的光开关中获得必要的对比度变化。以前的尝试更像是把灯光调暗，而不是把灯关掉，或是需要灯光远距离行驶。
突破显示在一个非常薄的设备做高反差的全光开关，它是可能的，在光照强度或极化切换光，袁牧洋说，一名前Sandia实验室博士后人员在综合纳米技术中心工作，能源用户设备部门共同经营的亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室。这项工作是在CINT。
前Sandia国家实验室的博士后研究员袁牧洋，左，和桑迪亚国家实验室的研究员Igal Brener建立在光学实验室Brener所带领的团队做测试发表自然光子学描述工作在太赫兹光学信息处理的速度，比通过电子手段今天是可以实现的速率快得多。（Randy Montoya的照片）单击缩略图以获得高分辨率图像。
杨说：“而不是把电流开、关，目标是把光的开关速度比今天能达到的速度快得多。”。
通信、物理学研究中重要的信息处理
一个非常快速和紧凑的开关平台开辟了一种新的方法来研究基本物理问题。杨说：“许多物理过程实际上是以很快的速度，以几赫兹的速度发生的。”。有了这个工具，我们就可以研究分子旋转和磁旋等物理过程的动力学。这对于研究和进一步传播知识是非常重要的。”
它也可以作为一个快速偏振开关-偏振光线的变化的特性，可用于生物成像和化学光谱，Brener说。“有时候你做测量，需要以非常快的速度改变光的偏振度。我们的设备也可以这样工作。这是一个绝对开关，打开和关闭或偏振开关，只是开关的光的偏振。
超高速信息处理”的问题在计算、通信、信号处理、图像处理及在化学和生物学实验在你想要的开关速度非常快，”Brener说。“有一些基于激光的成像技术，也将受益于快速切换太多。”
该团队的发现是研究由美国能源部资助的基础能源科学、材料科学与工程，分工，在其他事情上，让亚研究光和物质相互作用以及不同的概念在纳米光子学。
“这是一个典型的例子，它只是从有机增长的东西有一个惊人的性能的基础研究，”Brener说。而且，我们很幸运与北卡罗来纳州立大学进行了合作。他们有材料，我们意识到我们可以用它来达到这个目的。它不是由一个实用的项目驱动的，而是相反的。”
协作是由Sandia实验室资助的定向研究和发展计划。
技术是利用激光束携带信息，开关装置
该技术使用两个激光束，一个携带信息，第二个开关设备打开和关闭。
开关光束利用光子将半导体内的电子加热到几千华氏度的温度，这不会使样品获得热，但会极大地改变材料的光学性质。该材料还可以在太赫兹的速度，在几百飞秒或少于一兆分之一秒。杨说：“所以我们可以以每秒万亿次的速度开关这种材料。”。
桑迪亚研究人员把光开关通过创建所谓的电浆腔，光限制几十纳米的范围内，并显著提高了光与物质的相互作用。利用一种特殊的电浆材料，从北卡罗莱纳州掺杂的氧化镉，他们建立了一个高品质的电浆腔。加热电子掺杂的氧化镉大幅修改的表面等离子体谐振腔的光电性能，调节反射光的强度。
传统的电浆材料，如金或银，对光学控制光束几乎不敏感。向他们照射光束不会改变它们的属性，从光到暗，反之亦然。然而，光控光束很快地改变了掺杂的氧化镉腔，像开关开关一样控制了它的光学特性。
下一步是搞清楚如何利用电脉冲而不是光脉冲激活开关，因为全光方法仍然需要大型设备，布雷纳说。他估计工作可能需要三到五年。
“为了实用的目的，你需要小型化和做电，”他说。
本文的作者是杨，Brener，Salvatore Campione，Willie Luk和Mike Sinclair在Sandia实验室和Jon Paul Maria，Kyle Kelley和Edward Sachet在北卡罗莱纳州。
关于Sandia国家实验室
Sandia国家实验室是一个由Sandia公司国家技术和工程解决方案的多任务操作的实验室，一个霍尼韦尔国际公司的全资子公司，为能源部国家核安全局美国。Sandia实验室已经在核威慑，主要的研究和发展的责任，全球安全，国防，能源技术和经济竞争力，在阿尔伯克基、新墨西哥和利弗莫尔的主要设施，加利福尼亚。