В журнале Russian Microelectronics опубликована работа исследователей из Казанского федерального университета и Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ, посвящённая созданию нового типа оптических резонаторов на основе полимеров.

Авторы сообщили:

Современная фотоника — «электроника на свету» — сталкивается с фундаментальной задачей: как заставить свет взаимодействовать с веществом максимально сильно, но при этом в минимальном объёме. От этого зависят чувствительность сенсоров, скорость оптических процессоров и эффективность источников одиночных фотонов для квантовой связи.

Ключевой параметр — отношение добротности резонатора (Q) к объёму моды (V). Чем оно выше, тем сильнее свет «чувствует» окружающую среду. Мы предложили использовать для этого одномерный фотонно-кристаллический резонатор — микроскопическую «гребёнку» из полиметилметакрилата.

С помощью трёхмерного моделирования (метод FDTD) и детерминированного алгоритма оптимизации исследователи показали:

Максимальная величина добротности равна 500 000 — свет делает полмиллиона колебаний за время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в e раз.

Объём, занимаемой одной модой, составил 0.81(λ/n)³ — это означает, что свет сжат в объём меньше кубической длины волны.

Фактор Парселла F ≈ 47 000 — скорость спонтанного излучения квантовых объектов внутри резонатора усиливается почти в 50 тысяч раз.

Всё это достигается на телекоммуникационной длине волны 1.55 мкм — стандарте волоконно-оптической связи.