Первые реальные наноразмерные волноводы, на основе которых будут создаваться оптические системы связи следующего поколения, были продемонстрированы исследователями из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. Исследователи использовали гибридный плазмон-поляритон (hybrid plasmon polariton, HPP), квазичастицу, которую они придумали, рассчитали и создали в системе наноразмерного волновода.

Эта квазичастица способна служить проводником световых волн, распространяющихся вдоль структуры металл-диэлектрик. Хорошая световая проводимость квазичастиц HPP позволяет с их помощью передавать свет на достаточно большие расстояния, достаточные для реализации оптических коммуникаций в различных фотоэлектрических устройствах.

Ключевым моментом нового волновода является тонкая вставка из диэлектрического материала, расположенная между металлическим основанием и полоской полупроводникового материала. Используя технологию Near-field Scanning Optical Microscopy (NSOM), работающую в видимом диапазоне световых волн, исследователи выяснили, что эффективное сечение получившихся волноводов или световодов составляет порядка 50–60 квадратных нанометров.

«Технология HPP весьма интересна для использования в том случае, когда размеры самих устройств сокращаются до допустимого минимума. Использование новых физических эффектов позволит проложить путь к созданию новых типов нанолазеров, квантово-фотонных устройств и оптических коммутаторов, способных управлять одним единственным фотоном» – рассказывает Зилиэнг Йе (Ziliang Ye), ученый из лаборатории Лоуренса.

В качестве возможного применения новых волноводов исследователи самыми вероятными считают полностью оптические транзисторы, электрооптические модуляторы, биомолекулярные и другие виды различных датчиков.