Современная электроника №6/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 25 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 проводниковом полимере . Красным цветом обозначены экситоны , синим – поляритоны . Экситон – это квазичасти - ца , представляющая собой электронное возбуждение в диэлектрике , а именно : связанное состояние электрона и дыр - ки . Поляритон – квазичастица , возни - кающая при взаимодействии фотонов с элементарными возбуждениями сре - ды : оптическими фононами , экситона - ми , плазмонами , магнонами и др . [1, 7]. Взаимодействие в материале плоскости фотонов с экситонами приводит к появ - лению короткоживущих образований , называемых экситон - поляритонами , являющимися квазичастицами , лежа - щими в основе функциифотонного пере - ключателя . Переключение состояния происходит внутри микрополости тон - кого органического полупроводникового полимера полипарафенилена (MeLPPP) толщиной 35 нм между высокоотража - ющими неорганическими структурами . Микрополость построена так , чтобы вхо - дящий свет максимально задерживался внутри для его « сцепления » с плёнкой . Для переключениямежду двумя состоя - ниями управляющийимпульс « засевает » конденсат незадолго до включения лазера накачки . Начальный импульс возбужде - ния стимулирует преобразование энергии от лазера накачки , увеличивая количество квазичастиц в конденсате . Большое коли - чество частиц соответствует состоянию «1» устройства , что отражается на излучении , выходящемиз системы . Эта открытая учё - ными зависимость подтвердила особен - ность однофотонной нелинейности при комнатной температуре . Чтобы снизить энергопотребление устройства , исследо - вателииспользовалинесколько приёмов . Во - первых , энергетический зазор между состоянияминакачкии конденсата соот - ветствовал энергии одной молекуляр - ной вибрации в полимере . Во - вторых , удалось найти оптимальную длину вол - ны для настройки лазера и реализовать схему для быстрого обнаружения конден - сата Бозе – Эйнштейна . В - третьих , « затра - вочный » лазери схема обнаружения кон - денсата подобранытакимобразом , чтобы подавить шум от фонового излучения устройства . Эти меры позволили макси - мизировать соотношение сигнал / шум и предотвратить поглощение избыточ - ной энергии микрополостью , что в про - тивном случае приводило к её нагреву за счёт молекулярных колебаний . В недалёком будущем разработчики будут использовать суперкристаллыс кри - сталлическойрешёткой , как у перовскита , из почти правильных октаэдров , развёр - нутых поднебольшимугломотноситель - но идеальных положений . Несмотря на то что оптоволоконный кабель и линии связи на его основе ещё не изжили себя и будут долго в ХХ I веке применяться в РЭА , на смену имприходят инновацион - ныематериалы , известные редкимифизи - ческими характеристиками , в том числе сильной связью ( корреляцией ) между световымпучкоми опорнымвеществом . Эта связь приводит кмощному квантово - му отклику в виде сверхфлуоресценции [1, 7]. Больше всего энергии в системе потребляет лазер накачки , поддержива - ющийлиниюсвязи в рабочемсостоянии . Перспективы и недостатки оптоэлектрических линий связи Основные потери в фотоэлектрических линиях связипроисходят в интерфейсе при оцифровке сигнала . Особенно это значи - мо для потокового сигнала в трансляции с большой скоростью . Как совершенству - ют системы модуляции - демодуляции в оптоволоконных линиях связи ? Можно проиллюстрировать примеромисследова - нийдля получения / передачиизображений огромногомасштаба с площадьюв 1 км 2 и более . Разработчики технологиипроизвод - ства кабелей с минимальными потерями сигнала пытаются решать проблему при - менением и конфигурацией деформиру - емого зеркала ( для свёртки / развёртки ) или кольца ( для частотной фильтрации ). А потоковую информацию ( данных ) для обработки спроецируют через оптическую систему наматрицу камеры , чтобына тре - тьем условном этапе процесса считывать экспозицию . Процесс в совокупности зани - мает несколькомиллисекунд , притомчто в такомпроцессе возможно достижение ско - ростиболее 1 триллиона операций в секун - ду , что примерно в 500 раз быстрее , чем у современных высококачественных полу - проводников . Выводы Многое в развитии отечественных успехов в области РЭА зависит от оперативного введения технологий . Оптические линии связи сегодня при - меняются даже в глухих деревнях , но мы шли к этому в течение 30–40 лет . Помним и о том , что примерный срок выхода теоретической работы в прак - тическое использование в современ - ном мире всё ещё составляет от 10 до 30 лет , хотя он и сократился за послед - ние полвека вдвое . Литература 1. Заседателев А . и др . Однофотонная нелинейность при комнатной темпе - ратуре . Nature, 2021. URL: https://www. nature.com/articles/s41586-021-03866-9. 2. Кабель оптический ADSS8-1. URL: http://rftel.ru/magazin/product/adss8-1. 3. Кашкаров А . П . Мировой инфляцион - ный кризис оптоволокна // Современная электроника . 2023. № 1. URL: https://www. cta.ru/articles/soel/2023/2023-1/166489/. 4. Классификация оптических кабе - лей связи . URL: https://kabel-s.ru/ blog/interesnoe-o-kabele/klassifikaciya- opticheskih-kabeley-svyazi/. 5. Конвертеры Blackmagic Fiber. URL: https://www.blackmagicdesign.com/ products/blackmagicfiberconverters\. 6. Новый оптический « транзистор » ускоря - ет вычисления в 1000 раз . URL: https://habr. com/ru/companies/itsumma/news/579574/. 7. Оптоволоконные датчики Scaime. URL: https://testsol.ru/catalog/eto-i-kip/scaime/ otpovolokonnye-datchiki. 8. Самонесущий кабель . URL: https:// hub.rs-link.ru/index.php/category/ opticheskiy-kabel-samonesushchiy/?ycl id=14008749631347097599. 9. Что такое SMPTE 2110 и как его исполь - зовать в распределённом видеопроиз - водстве ? URL: https://haivision.ru/blog/ all/chto-tekoe-smpte-2110/. 10. Collisions of Light Produce Matter/Antimatter fromPure Energy. URL: https://www.bnl.gov/ newsroom/news.php?a=119023. 11. Single-channel 240-Gbit/s sub-THz wireless communications using ultra-low phase noise receiver. URL: https://www. jstage.jst.go.jp/article/elex/advpub/0/ advpub_20.20230584/_article. Рис . 12. Блок - схема лазерной установки при исследованиях в области фотоники Рис . 13. Механизм передачи электронных возбуждений в полупроводниковом полимере Зеркало 1 Зеркало 2 Насос Импульс Полимер Усилитель SBS- лазер Анализатор спектра Смеситель - мультиплексор Концентратор луча – детектор Излучение