Ingenieure des U.S. National Institute of Standards and Technology haben Chip-Scale-Geräte für
Herkömmliche optische Systeme, dieermöglichen Ihnen, auch nur einen Laserstrahl zu steuern, stellen eine großflächige Struktur in der Größe eines Esstisches dar. Es beherbergt viele Linsen, Polarisatoren, Spiegel und andere Geräte. Um tragbare Sensoren und Quantencomputer herzustellen, werden Miniaturchips benötigt.
Die Forscher kombinierten die beiden Technologien auf der EbeneMikrochips: integrierte photonische Schaltungen, die winzige transparente Kanäle und andere Mikrokomponenten verwenden, um Licht zu leiten; und eine Quelle unkonventioneller Optik, die als optische Metaoberfläche bekannt ist. Solche Oberflächen bestehen aus Glasplatten mit Millionen winziger Strukturen, die nur wenige hundertmilliardstel Meter hoch sind und die Eigenschaften des Lichts manipulieren, ohne dass eine sperrige Optik erforderlich ist.
System zum Umformen mehrerer LaserStrahlen (blaue Pfeile) und die Steuerung ihrer Polarisation besteht aus drei Komponenten: einem evaneszenten Koppler (EVC), der Licht von einem Gerät zum anderen leitet; Metagrid (MG), das Licht streut; und die Metaoberfläche (MS), eine kleine glasige Oberfläche, die mit Millionen von Säulen übersät ist, die als Linsen fungieren. Bild: NIST
In einer Reihe von Experimenten, Forscherzeigten, dass ein einzelner photonischer Chip die Arbeit von 36 optischen Komponenten erledigte und gleichzeitig die Richtung, den Fokus und die Polarisation (die Ebene, in der eine Lichtwelle oszilliert, während sie sich bewegt) von 12 Laserstrahlen steuerte, die in vier verschiedene Farben unterteilt waren. Sie zeigten auch, dass ein winziger Chip zwei Strahlen unterschiedlicher Farbe so lenken konnte, dass sie parallel laufen. Dies ist notwendig, um Atomuhren herzustellen.
Die Forscher stellen fest, dass sie fortfahrenarbeiten an einem vollwertigen optischen System auf Basis des Chips. Bisher ist Laserlicht noch nicht stark genug, um Atome auf die ultratiefen Temperaturen zu kühlen, die für fortschrittliche Miniatur-Atomuhren benötigt werden.
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