Les ingénieurs de l'Institut national américain des normes et de la technologie ont développé des dispositifs à l'échelle d'une puce pour
Les systèmes optiques traditionnels quivous permettent de contrôler même un faisceau laser, représentent une structure à grande échelle de la taille d'une table à manger. Il abrite de nombreux objectifs, polariseurs, miroirs et autres appareils. Pour créer des capteurs portables et des ordinateurs quantiques, il faudra des puces miniatures.
Les chercheurs ont combiné les deux technologies au niveaumicropuces : circuits photoniques intégrés qui utilisent de minuscules canaux transparents et d'autres micro-composants pour guider la lumière ; et une source d'optique non conventionnelle connue sous le nom de métasurface optique. Ces surfaces sont constituées de plaques de verre avec des millions de minuscules structures de seulement quelques centaines de milliardièmes de mètre de haut qui manipulent les propriétés de la lumière sans avoir besoin d'optiques encombrantes.
Système de formation de plusieurs lasersfaisceaux (flèches bleues) et le contrôle de leur polarisation se compose de trois composants : un coupleur évanescent (EVC), qui dirige la lumière d'un appareil à l'autre ; Metagrid (MG), qui diffuse la lumière ; et la métasurface (MS), une petite surface vitreuse parsemée de millions de piliers qui agissent comme des lentilles. Image : NIST
Dans une série d'expériences, les chercheursont démontré qu'une seule puce photonique effectuait le travail de 36 composants optiques tout en contrôlant simultanément la direction, la focalisation et la polarisation (le plan dans lequel une onde lumineuse oscille lorsqu'elle se déplace) de 12 faisceaux laser séparés en quatre couleurs différentes. Ils ont également montré qu'une minuscule puce pouvait diriger deux faisceaux de couleurs différentes pour qu'ils fonctionnent en parallèle. Ceci est nécessaire pour créer des horloges atomiques.
Les chercheurs notent qu'ils continuenttravailler sur un système optique à part entière basé sur la puce. Jusqu'à présent, la lumière laser n'est pas encore assez puissante pour refroidir les atomes aux températures ultra-basses nécessaires aux horloges atomiques miniatures avancées.
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