قام فريق من العلماء بتطوير إعداد بصري لإرسال الضوء الكمي عبر ألياف التوطين
توضيح تخطيطي للتجربة. الصورة: ألكسندر ديموث وآخرون ، فيزياء الاتصالات
في تجربة أجراها علماء فيزياء خاصتقوم الألياف الضوئية بتقسيم الطور بتوصيل جهاز الإرسال والاستقبال. الأول هو مصدر الضوء الكمومي. إنه يولد أزواجًا من الفوتونات المرتبطة بالكم من خلال تحويل حدودي تلقائي إلى أسفل في بلورة غير خطية.
أثناء عملية التوليد ، يتم تحويل فوتون واحد عالي الطاقة إلى أزواج من الفوتونات ، لكل منها طاقة أقل. الطول الموجي لهذا الزوج هو 810 نانومتر.
كجهاز استقبال ، استخدم علماء الفيزياءكاميرا مصفوفة مزودة بصمام ثنائي أحادي الفوتون (SPAD). وأوضح العلماء أن مثل هذه الكاميرا ، على عكس كاميرات CMOS التقليدية ، حساسة للغاية بحيث يمكنها اكتشاف فوتونات مفردة بمستويات ضوضاء منخفضة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تتمتع باستبانة زمنية كبيرة جدًا ، بحيث يُعرف وقت "وصول" الفوتونات المفردة بدقة عالية.
ألياف تقسيم المرحلة:هيكل الألياف (أ) ، مخطط انتشار الضوء في الألياف المثالية (ب) والحقيقية (ج). في الحالة الثانية ، يتشتت الضوء جزئيًا ، ويقفز بين الأوضاع المحلية. الصورة: ألكسندر ديموث وآخرون ، فيزياء الاتصالات
أثناء التجربة ، اكتشفت مصفوفة سباد وتحديد أزواج الفوتونات التي تصل في نفس الوقت (تطابق). نظرًا لأن الأزواج مترابطة كميًا ، فإن معرفة مكان وجود أحد الفوتونين يخبرنا عن موقع الفوتون الآخر. اختبر الفريق هذا الارتباط قبل وبعد إرسال الضوء الكمومي ، وأظهر بنجاح أن الارتباط المكاني للفوتونات لا يزال قائمًا بالفعل.
يواصل الباحثون العمل علىتحسين التكنولوجيا. على وجه الخصوص ، يخططون لإنشاء ألياف ضوئية من شأنها تقليل تأثيرات التوهين ، مما سيزيد من نطاق نقل البيانات المرتبطة.
على عكس البصري التقليدي أحادي الوضعتتكون الألياف التي تنقل البيانات من خلال نواة واحدة ، ألياف تقسيم الطور (PSF) أو ألياف توطين أندرسون مع تقسيم الطور من العديد من الشعيرات الزجاجية المضمنة في مصفوفة زجاجية مع مؤشرين انكسار مختلفين. نظرًا لوجود مؤشرين انكساريين في المادة ، فإن هذا يخلق اضطرابًا جانبيًا ينتج عنه توطين أندرسون العرضي (ثنائي الأبعاد) للضوء في المادة.
قراءة المزيد:
عاصفة مغناطيسية على وشك أن تضرب الأرض
أطلق على الخطر الرئيسي للبعثة القمرية "أرتميس"
تم الكشف عن المعنى الحقيقي للتحنيط: طوال هذا الوقت ، كان العلماء على خطأ
على الغلاف: رسم توضيحي لإعداد لنقل الضوء الكمي. الصورة: ICFO / A. Cuevas