Изучая эффекты, возникающие в оптических волноводах при изменении расстояния между кремниевым волноводом и диэлектрической наночастицей, специалисты физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова обнаружили ранее неизвестные физические эффекты. Физики исследовали и описали их. По их словам, открытие может найти применение в фотонике.

Как известно, современная электроника построена на приборах, в которых используется движение носителей электрического заряда. Повышение быстродействия и энергетической эффективности обеспечивается постоянным уменьшением технологических норм, однако уже в ближайшие годы потенциал этого направления будет исчерпан. Перспективным считается переход к фотонике — технологии, построенной на распространении светового сигнала, а точнее говоря, к интегральной нанофотонике, которая позволит заменить классические микросхемы.

Ученые МГУ исследовали оптическую связь диэлектрической наночастицы с ключевым элементом интегральной нанофотоники — кремниевым волноводом. Совмещая две экспериментальные методики — микроскопию генерации третьей оптической гармоники и конфокальную микроскопию, исследователи обнаружили, что при изменении расстояния между наночастицей и волноводом оптическая связь этих наноструктур влияет на условия возбуждения магнитного дипольного резонанса в наночастице. В свою очередь, это приводит к заметной модуляции сигнала третьей оптической гармоники от наночастицы — экспериментально было зафиксировано изменение в 4.5 раза. Численное моделирование показало, что имеет место и обратное влияние, то есть наночастица влияет на излучение, распространяющееся по волноводу.

Физики полагают, что их работа «послужит важным шагом на пути к интеграции диэлектрических Ми-резонансных наночастиц в фотонные устройства», а планы дальнейшей работы включают исследование влияния резонансной наночастицы на волноводные моды, распространяющиеся по кремниевому волноводу.