Skupina fyziků z Německa a Španělska oznámila objev metody vysoce přesné kontroly světla pomocí
Vědci vytvořili čip vybavený maličkýmvlnovody - „vodivé dráhy“ pro světelná kvanta, vlnovody. Jsou asi 30krát tenčí než lidský vlas. Zdrojem světla byly kvantové tečky zabudované v čipu.
Tyto kvantové tečky jsou ostrovyněkolik nanometrů uvnitř vlnovodů, které vyzařují světlo ve formě jednotlivých fotonů. Kvantové tečky jsou zabudovány do našeho čipu a nemusíme nejprve generovat jednotlivé fotony s jiným zdrojem a spojovat je s vlnovody.
Hubert Krenner, profesor experimentální fyziky na Wilhelm University of Westphalia a spoluautor studie
Když je zařízení v provozu, zaostřený laserPaprsek využívá kvantovou tečku ke generování jednotlivých fotonů ve fotonickém vlnovodu vyrobeném na monokrystalickém filmu arsenidu galia (GaAs) a arsenidu hliníku galia (Al0.2Ga0.8As). Dvě hřebenové elektrody generují nanozvukové vlny, které způsobují zkreslení krystalové mřížky vlnovodu. Levý měnič vytváří zvukovou vlnu, která upravuje barvu emitovaných fotonů na gigahertzových frekvencích. Správný akustický měnič generuje další nanozvukovou vlnu, která odděluje fotony podle barvy.
Schéma zařízení (a), generace jednotlivých fotonů(b), buzení jednotlivých fotonů (c) a měření natočeného stavu superpozice sběrem a detekcí výstupních signálů (d). Obrázek: Dominik D. Bühler a kol., Nature Communications
Vědci poznamenávají, že v sérii experimentůbyli schopni generovat jednotlivé fotony na čipu velikosti miniatury a poté je pomocí zvukových vln ovládat s přesností, která nebyla dříve možná. Podobné mechanismy už byly použity pro "klasické laserové záření", ale poprvé byly použity k ovládání jednotlivých světelných kvant, dodávají vědci.
Umělecká ilustrace čipu.Fokusovaný laserový paprsek (vlevo, modrý) využívá kvantovou tečku ke generování jednotlivých fotonů ve fotonickém vlnovodu (červený) vyrobeném z jednokrystalového filmu arsenidu galia (GaAs) a arsenidu hliníku galia (Al0.2Ga0.8As). Dvě hřebenové elektrody generují nanozvukové vlny, které deformují krystalovou mřížku vlnovodů. Levý měnič vytváří zvukovou vlnu, která upravuje barvu emitovaných fotonů na gigahertzových frekvencích. Dva vlnovody jsou propojeny ve dvou bodech pomocí multimodových interferenčních vazebních členů (MMI). Pravý sonický měnič generuje další nanozvukovou vlnu, která odděluje fotony podle barvy. Obrázek: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Světlo a zvukové vlny jsoutechnologický základ moderní komunikace. Optická vlákna na bázi laserového záření zajišťují fungování globálních sítí. A čipy nanosonických vln se používají k bezdrátovému přenosu dat na gigahertzových frekvencích mezi smartphony, tablety nebo notebooky.
Vědci se domnívají, že výsledky práce odhalujícestu k hybridním kvantovým technologiím, protože kombinují tři různé systémy: kvantové světelné zdroje ve formě kvantových teček, generovaná světelná kvanta a fonony, kvantové částice zvukové vlny. Fyzici nadále pracují na rozšiřování schopností čipu. Například bude schopen třídit více fotonů různých barev mezi čtyřmi nebo více výstupy.
Přečtěte si více:
Na Zemi se chystá zasáhnout magnetická bouře
Vytvořil navigační systém, který je přesnější než GPS
Starověký amulet přepsal historii nejzáhadnějšího evropského jazyka