Лабиринты фотонных кристаллов

Афродита и секреты большого бизнеса

Не прошло и десяти лет с начала первых разработок, как инвесторам стало ясно, что фотонные кристаллы являются оптическими материалами принципиально нового типа и что у них - блестящее будущее. Выход разработок фотонных кристаллов оптического диапазона на уровень коммерческого применения скорее всего произойдет в сфере телекоммуникаций. Связано это с опережающим ходом исследований 2D-фотонных кристаллов, на основе которых можно создавать оптоволокно нового типа. Примерная структура фрагмента центральной части одного из типов такого волокна показана на рис. 7а. Кристалл состоит из спеченных стеклянных нитей, центральная из которых - пустотелая. Такое волокно в поперечном сечении является двумерным кристаллом с зонной структурой фотонного изолятора. При этом в продольном направлении волокно является идеальным проводником. Разработки такого рода ведутся, например, в University of Bath. Изображение торца волновода, освещаемого с противоположной стороны белым светом, получено с помощью оптического микроскопа, период решетки - примерно 5 мкм, диаметр отверстия в центральной части - один микрон. Эксперименты показали, что такие кристаллические волноводы способны передавать гораздо большую оптическую мощность, чем обычные волокна. Параллельно с волноводами на основе фотонных кристаллов ведутся технологические проработки других компонентов телекоммуникационной техники, в первую очередь - пассивных оптических фильтров, прерывателей и низкопороговых лазеров.

Обозреватели рынка высоких технологий отмечают появление признаков нешуточной конкурентной борьбы, участники которой зачастую тщательно скрывают направления финансируемых ими исследований и достигнутые результаты. Разработками в области фотоники занимаются и гиганты оптоволоконного бизнеса - Corning, Lucent Technologies, Pirelli (Италия), Alcatel (Франция), и стартапы, среди которых - OmniGuide Communications (США) и BlazePhotonics (Англия).

Фирма OmniGuide была создана Й. Финком (Yole Fink), аспирантом Массачусетского технологического института, на базе результатов исследований, финансировавшихся министерством обороны США. Первоначальной целью работы Финка было проектирование зеркал с улучшенными оптическими характеристиками. Это привело его к идее создания фотоннокристаллического волокна со структурой слоев в виде концентрических колец.

BlazePhotonics была основана группой исследователей из University of Bath (несколько лет финансировавшихся компанией Corning), как только стало ясно, что результаты их работы могут иметь большое коммерческое значение. В настоящее время BlazePhotonics и Corning делят интеллектуальную собственность и права на патенты, оформленные по результатам совместной работы, а пока идут приоритетные споры, Corning продолжает совершенствовать волноводы с сотовой структурой типа той, что показана на рис. 7б, и пустотностью до 87%.

Человек еще только планирует технологическое использование фотонных кристаллов, а морская мышь (genus Aphrodita) уже давно применяет их на практике. Мех этого червя обладает столь ярко выраженным явлением иризации, что способен селективно отражать свет с эффективностью, близкой к 100% во всей видимой области спектра - от красной до зеленой и голубой ³, - такой специализированный "бортовой" оптический компьютер помогает выживать этому червю на глубине до 500 м.

Назад | Вперед