渔网电磁超材料研究的示意简图（左）。渔网电磁超材料的有效三阶非线性极化率的相对变化是泵和探针脉冲（黑点）之间的时间延迟的函数，并且它适用于等式（7）（红色曲线）。灰色虚线表示激光脉冲的归一化互相关函数。插图：在结构中产生的光生弛豫过程图示（右）。来源：科学报告。
科学家已证实的光子流之间的全光交换，在第三谐波过程产生的效果，使用非线性电磁超材料。在莫斯科国立大学的研究人员计划该研究，并进行了计算和实验，同时他们的德国同事制造了电磁超材料的样品。该研究结果发表在《科学报告杂志》上。根据密歇根州立大学纳米光子超材料实验室的Maxim Scherbakov的说法，这项工作将使应用超材料在未来打造高速通信技术变得可能。
超材料：当1 + 1 =3时。
有时，一个小团队能够实现远远超过他们的个人能力的总和的成果，犹如，建立团队，他们获得新的和有用的东西。这同样适用于超材料，如具有在微波范围和二维空间内不可见的“超能力”，穿过墙壁的可见能力、光学变焦和负折射特性。这些能力是由交替的相当普遍的物质层有序排列成一定结构而人为制造的。然而，如果将它们相结合，它们以新的方式一个完全新的材料，表现为具有独特的电磁性能，可以操纵光子，即光。
研究员一起制造的电磁超材料具有渔网似得结构，其主“线”包含金和氧化镁。它们属于非线性超材料的一类，其不寻常的光学特性可被应用，例如，简化信息的处理，技艺创建操作比同代电子设备快得多的新设备。
光学大师
光子，不像电子那样能穿过电子设备的电线，不带电荷和静止的质量，这样他们可以在传输形式上速度更快。问题是开发光子晶体管像开发现代电子设备那样更新换代快。
为了这个目的，对金属和半导体纳米颗粒、微腔、光子晶体，以及其他人工制造的结构进行了审议。其缺点是强大的激光辐射需要用于全光交换透视。然而，根据在文章中的报道，非线性电磁超材料对飞秒激光脉冲具有比线性电磁超材料更高的灵敏度。这使非线性电磁超材料在使用这些脉冲的方式管理光流上具有优势。
“传统的全光交换设备，一个光子通量控制另一个线程保持一样，因为它在电子晶体管与电子流一起传输。在我们以前的工作中，我们用两个激光脉冲照射硅纳米薄膜，脉冲的传输多变，依赖于第二脉冲是否存在，”共同研究的作者，马克西姆谢尔巴科夫说。
光子的诞生
该实验表明，光子流扫描控制光子与另一个光子合并的过程。“在光学有一个有趣的结果，当3个光子消耗三倍能量合并为1个时可扫描到——几乎全是在热核聚变过程中发生。这种效应被称为第三谐波产生。在我们的工作中，我们观察到两种效果：全光交换和三次谐波产生。换句话说，我们用外部光脉冲控制光子的合成过程。对合成光子来说是十分重要的，当涉及光的所有可能的流程控制，以上发现是需要的，” Maxim Scherbakov指出，强调非线性超材料的高灵敏度已经应用在未来的高速通信技术上。