Met plasmonen komt de optische computer een stuk dichterbij

Door lichtgolven in een metaal om te zetten in exotische elektromagnetische golven is het mogelijk het licht te vangen in een ruimte die veel kleiner is dan zijn eigen golflengte (Nature, 23 maart). Deze ontdekking van Deense en Franse natuurkundigen is van groot belang voor de verwezenlijking van een optische computer. Microchips die met licht werken zijn niet alleen veel sneller dan de klassieke chips die gebruik maken van elektronen, maar hebben ook een veel grotere capaciteit. Het grote probleem is echter dat licht zich alleen goed laat manipuleren in kanalen of via gaatjes die breder of groter zijn dan de golflengte ervan. En omdat het infrarode licht dat tegenwoordig voor telecommunicatie gebruikt wordt een golflengte heeft van ongeveer anderhalve micrometer (een duizendste millimeter) zouden de componenten op een optische chip groter worden dan op een halfgeleider chip.

Om de chips klein te houden, maken Bozhevolbyi en zijn collega's van de universiteit van Aalborg en de Université Louis Pasteur in Straatsburg gebruik van plasmonen, elektromagnetische golven, die zich met de snelheid van het licht door een metaal kunnen bewegen. Die plasmonen zijn vaker gemaakt, maar hadden tot nu toe een te geringe reikwijdte. De oplossing voor dat probleem blijkt echter verrassend simpel: Bozhevolbyi hoefde in het metaal alleen maar een ultrasmal, v-vormige groefje aan te brengen. Dat de plasmonen zich daarin zonder problemen over grote afstanden voortplanten, had hij al eerder laten zien. Nu heeft hij op basis van hetzelfde principe allerlei componenten gemaakt die lichtsignalen splitsen of de intensiteit ervan variëren: het licht kan zelfs zonder verliezen haakse bochten en cirkels maken.

De groeven worden aangebracht door een dunne bundel geladen atomen over een metaaloppervlak te sturen. De omzetting van licht naar plasmonen is nu nog weinig efficiënt. Volgens een begeleidend commentaar in Nature geeft de vooruitgang echter voldoende reden tot optimisme. Rob van den Berg