מהנדסים במכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה"ב פיתחו התקנים בקנה מידה שבבים עבור
מערכות אופטיות מסורתיות שמאפשרים לך לשלוט אפילו בקרן לייזר אחת, מייצגים מבנה בקנה מידה גדול בגודל של שולחן אוכל. הוא מכיל עדשות רבות, מקטבים, מראות והתקנים אחרים. כדי ליצור חיישנים ניידים ומחשבים קוונטיים ידרשו שבבים מיניאטוריים.
החוקרים שילבו את שתי הטכנולוגיות ברמהמיקרו-שבבים: מעגלים פוטוניים משולבים המשתמשים בתעלות שקופות זעירות ובמיקרו-רכיבים אחרים כדי להנחות אור; ומקור לאופטיקה לא שגרתית המכונה מטא-משטח האופטי. משטחים כאלה מורכבים מלוחות זכוכית עם מיליוני מבנים זעירים בגובה של מאות מיליארדיות המטר בלבד, המבצעים מניפולציות בתכונות האור ללא צורך באופטיקה מגושמת.
מערכת ליצירת לייזר מרובהקורות (חצים כחולים) ושליטה בקיטוב שלהן מורכבת משלושה מרכיבים: מצמד נעלם (EVC), המכוון אור ממכשיר אחד למשנהו; מטאגרייד (MG), המפזר אור; וה-metasurface (MS), משטח קטן מזכוכית משובץ במיליוני עמודים הפועלים כעדשות. תמונה: NIST
בסדרת ניסויים, חוקריםהוכיח כי שבב פוטוני בודד עשה את העבודה של 36 רכיבים אופטיים תוך שליטה בו-זמנית על הכיוון, המיקוד והקיטוב (המישור שבו גל אור מתנודד תוך כדי תנועה) של 12 קרני לייזר המופרדות לארבעה צבעים שונים. הם גם הראו ששבב זעיר יכול לכוון שתי אלומות בצבעים שונים לפעול במקביל. זה הכרחי כדי ליצור שעונים אטומיים.
החוקרים מציינים שהם ממשיכיםעבודה על מערכת אופטית מלאה המבוססת על השבב. עד כה, אור הלייזר עדיין לא חזק מספיק כדי לקרר אטומים לטמפרטורות הנמוכות במיוחד הדרושות לשעונים אטומיים מיניאטוריים מתקדמים.
קרא עוד:
תמונה חדשה של האבל תמהה מדענים
מדענים פענחו את כתב היד המסתורי של תלמי. זה הוסתר מתחת לטקסט אחר
תראו את המפה ברזולוציה הגבוהה ביותר של מאדים: 110,000 פריימים ו-5.7 טריליון פיקסלים