Optinen tietoliikenne on ainoa keino vastata datamäärien valtavaan kasvuun. Wienin teknisessä yliopistossa on nyt kehitetty optokomponentti, joka kykenee estämään valon liikkumisen toiseen suuntaan. Nanokoon mittakaavassa laite on ensimmäinen laatuaan.
Periaatteessa tällaisia komponentteja on ollut jo kauan. Ns. optiset isolaattorit eli eristimet perustuvat kuitenkin yleensä Faraday-ilmiöön eli magneettikenttä estää fotonien liikkeen johonkin suuntaan. Näitä komponentteja ei voi kuitenkin toteuttaa tulevaisuuden vaatimassa nanokoossa.
Wieniläistutkijat ovat valmistaneet komponentin, joka toimii virtaa vain yhteen suuntaan liikuttavan diodin tavoin: valo siirtyy vain yhteen suuntaan.
Tämä onnistui liittämällä alkaliatomeja hyvin ohueen lasikuituun. Lasikuidussa valo voi edetä eteen- tai taaksepäin. Valoaallon oskillointi eli polarisaatio pitää myös ottaa huomioon.
Tutkijoiden mukaan valon ja kuidun yhteistoiminta muokkaa valon oskillointitilaa. Polarisaatio ”pyörii” helikopterin roottorin tavoin, tutkijat kuvaavat ilmiötä. Riippuen siitä, kulkeeko valo eteen- vai taaksepäin, polarisaation liikesuunta muuttuu.
Mikäli alkaliatomit ovat oikeassa tilassa ja liitetty lasikuituun, ne on mahdollista saada reagoimaan eri tavoin tähän valon pyörimissuuntaan. Eteenpäin kulkeva valo ei vaikuta atomeihin, mutta takaisinpäin tulevan valon polarisaatio kytkeytyy alkaliatomeihin ja se pirstoutuu pois kuidusta.
Wieniläistutkijat ovat demonneet ilmiötä monin tavoin. Ensimmäisessä ”ytimessä” kuidun pintaan asetettiin noin 30 alkaliatomia. Tällöin valopulssista lähes 80 prosenttia siirtyi yhteen suuntaan, kun toiseen suuntaan liikkui alle kymmenesosa tästä valomäärästä.
Toisessa kokeessa käytettiin vain yhtä rubidiumatomia. Tässä kokeessa valo tallennettiin ensin optiseen mikroresonaattoriin, joten se oli yhteydessä atomiin suhteellisen pitkän aikaa. Tämän ansiosta valon liikettä voitiin kontrolloida samalla tavalla kuin alkaliatomien avulla.
Löydösten avulla voidaan rakentaa nanotason kytkin, joka toimii valolle eräänlaisena suuntaviittana – ja toisin ajatellen stop-merkkinä. Innovaatiolle löytyy paljon mahdollisia sovelluskohteita optisesta tietoliikenteestä.
