Учёные создали переключаемые скирмионы для будущих систем связи

Исследователи из Тяньцзиньского университета и Наньянского технологического университета создали оптическое устройство, способное генерировать и переключать между двумя формами структурированного света — электрическими и магнитными скирмионами. Эти вихревые структуры в терагерцовых импульсах обладают высокой стабильностью, что делает их перспективными для кодирования информации в беспроводных коммуникациях будущего.

Как сообщается в журнале Optica, ключевым элементом устройства является нелинейная метаповерхность, которая преобразует поляризованные фемтосекундные лазерные импульсы ближнего инфракрасного диапазона в управляемые терагерцовые импульсы тороидальной формы. В зависимости от поляризации входящего лазерного света генерируется либо электрический, либо магнитный скирмион.

«Наше устройство не только генерирует более одной вихревой структуры, но и позволяет по требованию переключаться между двумя режимами на одной интегрированной платформе», — пояснил соавтор работы Сюэцянь Чжан.

Экспериментальная установка с ультрабыстрым терагерцовым измерением подтвердила чёткое различие между двумя режимами и высокую чистоту каждого состояния. Учёные отмечают, что такая управляемость критически важна для практического кодирования информации.

В дальнейшем команда планирует усовершенствовать технологию, улучшив стабильность, повторяемость и эффективность системы, а также минимизировать её размеры. Также рассматривается возможность расширения количества переключаемых состояний для более сложного кодирования данных.