Ryhmä fyysikoita Saksasta ja Espanjasta ilmoitti löytäneensä menetelmän erittäin tarkkaan valon hallintaan
Tiedemiehet ovat luoneet sirun, joka on varustettu pienilläaaltoputket - "johtavat polut" valokvanteille, aaltoputkelle. Ne ovat noin 30 kertaa ohuempia kuin ihmisen hiukset. Valonlähteenä olivat siruun rakennetut kvanttipisteet.
Nämä kvanttipisteet ovat saariamuutaman nanometrin kokoinen aaltoputkien sisällä, jotka lähettävät valoa yksittäisten fotonien muodossa. Kvanttipisteet on rakennettu siruumme, eikä meidän tarvitse ensin generoida yksittäisiä fotoneja toisella lähteellä ja kytkeä niitä aaltoputkiin.
Hubert Krenner, kokeellisen fysiikan professori Westfalenin Wilhelmin yliopistosta ja tutkimuksen toinen kirjoittaja
Kun laite on toiminnassa, kohdistettu laserSäde käyttää kvanttipistettä yksittäisten fotonien tuottamiseen fotonisessa aaltoputkessa, joka on valmistettu galliumarsenidin (GaAs) ja alumiinigalliumarsenidin (Al0,2Ga0,8As) yksikidekalvolle. Kaksi kampaelektrodia synnyttävät nanoääniaaltoja aiheuttaen vääristymiä aaltoputkikidehilassa. Vasen muunnin tuottaa ääniaallon, joka säätää säteilevien fotonien väriä gigahertsin taajuuksilla. Oikea akustinen anturi tuottaa toisen nanoääniaallon, joka erottaa fotonit värin mukaan.
Laitteen kaavio (a), yksittäisten fotonien generointi(b), yksittäisten fotonien ohjaaminen (c) ja superposition kierretyn tilan mittaaminen keräämällä ja ilmaisemalla lähtösignaaleja (d). Kuva: Dominik D. Bühler et al., Nature Communications
Tutkijat huomauttavat, että sarjassa kokeitahe pystyivät generoimaan yksittäisiä fotoneja pikkukuvan kokoiselle sirulle ja ohjaamaan niitä sitten ääniaaltojen avulla ennennäkemättömällä tarkkuudella. Samanlaisia mekanismeja on jo käytetty "klassiseen lasersäteilyyn", mutta ensimmäistä kertaa niitä käytettiin yksittäisten valokvanttien ohjaamiseen, tutkijat lisäävät.
Taiteellinen esimerkki sirusta.Kohdistettu lasersäde (vasen, sininen) käyttää kvanttipistettä yksittäisten fotonien luomiseen fotoniaaltoputkessa (punainen), joka on valmistettu galliumarsenidin (GaAs) ja alumiinigalliumarsenidin (Al0.2Ga0.8As) yksikiteisestä kalvosta. Kaksi kampaelektrodia synnyttävät nanoääniaaltoja, jotka vääristävät aaltojohtojen kidehilaa. Vasen anturi tuottaa ääniaallon, joka säätää säteilevien fotonien väriä gigahertsitaajuuksilla. Kaksi aaltoputkea on yhdistetty kahdesta pisteestä monimuotohäiriökytkimillä (MMI). Oikea äänianturi tuottaa toisen nanoääniaallon, joka erottaa fotonit värin mukaan. Kuva: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Valo- ja ääniaallot ovatnykyaikaisen viestinnän teknologinen perusta. Lasersäteilyyn perustuvat optiset kuidut varmistavat globaalien verkkojen toiminnan. Ja nanoääniaaltosiruja käytetään tiedon siirtämiseen langattomasti gigahertsitaajuuksilla älypuhelimien, tablettien tai kannettavien välillä.
Tutkijat uskovat, että työn tulokset paljastavatpolku hybridikvanttiteknologioihin, koska ne yhdistävät kolme erilaista järjestelmää: kvanttivalolähteet kvanttipisteinä, generoituja valokvantteja ja fononeja, ääniaallon kvanttihiukkasia. Fyysikot jatkavat työskentelyä sirun ominaisuuksien laajentamiseksi. Se pystyy esimerkiksi lajittelemaan useita erivärisiä fotoneja neljän tai useamman lähdön välillä.
Lue lisää:
Magneettinen myrsky on iskemässä Maahan
Luonut navigointijärjestelmän, joka on tarkempi kuin GPS
Muinainen amuletti kirjoitti uudelleen Euroopan salaperäisimmän kielen historian