За допомогою лазера стало можливим створення "механічного" типу комп'ютерної пам'яті.
Інженери та вчені з Єльського університету заявили про те, що вони винайшли абсолютно новий тип "механічної" пам'яті, інформація в яку може бути записана і лічена з допомогою світла лазера. Згідно опублікованому в журналі Nature Nanotechnology прес-релізу нові пристрої зберігання інформації, "наномеханические резонатори", можуть з успіхом використовуватися для створення нових типів всіляких датчиків і в оптичних пристроях телекомунікацій.
По суті, осередок нової "механічної" пам'яті є крихітною кремнієвої пластини, яка встановлюється в спеціальному оптоелектронному пристрої і може бути вигнута вгору або вниз під впливом світла лазера. Після того, як лазер вимикається, ця кремнієва пластина залишається у вигнутому стані, напрямок якого визначає дані, 1 або 0, записані в клітинку.
Для створення нового наномеханического резонатора, вчені, очолювані професором електротехніки Гон Х. Тань (Hong X. Tang), використовували підкладку з кремнію на ізоляторі, ту, яку широко використовують для виробництва напівпровідникових електронних мікросхем. З допомогою звичайних технологій вони створили в підкладці хвилевід овальної форми, діючий як оптичний резонатор, налаштований на певну частоту. Впливаючи на кремнієву підкладку нижче поглиблення хвилеводу, вони отримали кремнієву смугу, мембрану, товщиною 110 нм, шириною 10 мкм і довжиною 500 мкм. З-за внутрішніх напружень, що виникли в мембрані під час виробництва, вона спочатку має трохи вигнуту форму. Завдяки цьому вона, мембрана, діє як пружина, здатна стійко зафіксуватися з одному з вигнутих положень, вгору або вниз.
Після того, як дослідники сфокусували світло лазера, частота яких набагато перевищувала частоту оптичного резонатора, на западині мембрана резонатора починала коливатися, швидко переміщаючись з одного зігнутого стану в інший. "Якщо ви забезпечите підведення додаткової енергії в западину резонатора, то механічна частина резонатора отримає цю енергію і почне коливатися", - пояснює Тань. - "Коли лазер буде відключений, коливання припиняться, а механічна частина резонатора залишиться в одному з двох положень, визначаючи які дані записані в цю своєрідну комірку пам'яті, 1 або 0".
Для отримання процесу чіткої запису даних в цю комірку пам'яті, вчені використовували технологію лазерного охолодження, ту технологію, яка використовується для охолодження атомів речовини у багатьох фізичних експериментів. Фокусування на резонаторі лазерного світла з частотою, набагато нижче, ніж частота резонатора, моментально і повністю глушить коливання мембрани резонатора, фіксуючи її строго в заздалегідь певному положенні. Що б прочитати записані в таку комірку дані використовують світло лазера, тільки на цей раз з низькою енергією, якої недостатньо для того, що б змусити мембрану знову резонувати. Положення мембрани визначає значення коефіцієнта заломлення оптичного поглиблення, тому читання даних з комірки не представляє особливої проблеми.
На жаль, для запису біта в таку комірку механічної пам'яті потрібна значна кількість енергії, порядку одного микроджоуля, що робить такий принцип абсолютно непрактичним для використання у великих пристроях зберігання даних. Але такий принцип може бути затребуваний в пристроях, що не вимагають частого перемикання, таких як оптичні комутатори, маршрутизатори, схеми оптичного контролю, датчики прискорення та хімічні датчики, здатні до детектуванню відразу декількох речовин. Фактично, дані дослідження фінансувалися Управлінням перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA, в рамках програми поліпшення технологій оптичного контролю.