독일과 스페인의 물리학자 그룹은 빛을 고정밀 제어하는 방법의 발견을 보고했습니다.
과학자들은 빛의 양자, 도파관을 위한 "전도성 경로"인 작은 도파관이 장착된 칩을 만들었습니다.그들은 사람의 머리카락보다 약 30배 더 얇습니다.광원은 칩에 내장된 양자점이었습니다.
이 양자점은 섬입니다개별 광자의 형태로 빛을 방출하는 도파관 내부의 크기가 몇 나노미터입니다. 양자점은 우리 칩에 내장되어 있으며 먼저 다른 소스로 개별 광자를 생성하고 도파관에 결합할 필요가 없습니다.
Wilhelm University of Westphalia의 실험 물리학 교수이자 연구의 공동 저자인 Hubert Krenner
장치가 작동할 때 집속된 레이저 빔은 양자점을 사용하여 갈륨 비소(GaAs) 및 알루미늄-갈륨 비소(Al0.2Ga0.8As)의 단결정 필름에 만들어진 광자 도파관에서 단일 광자를 생성합니다.두 개의 빗 전극은 도파관의 결정 격자의 왜곡을 일으키는 나노 음파를 생성합니다.왼쪽 변환기는 색상을 조정하는 음파를 생성합니다올바른 음향 변환기는 또 다른 나노 음파를 생성하여 광자를 색상별로 분리합니다.
장치 구성 (a), 단일 광자 생성(b), 단일 광자를 구동하고(c), 출력 신호를 수집 및 감지하여 중첩의 회전 상태를 측정합니다(d). 이미지: Dominik D. Bühler 외, Nature Communications
연구원들은 일련의 실험에서그들은 섬네일 크기의 칩에서 개별 광자를 생성한 다음 음파를 사용하여 이전에는 불가능했던 정밀도로 광자를 제어할 수 있었습니다. 유사한 메커니즘이 이미 "고전적인 레이저 방사선"에 사용되었지만 처음으로 개별 광량을 제어하는 데 사용되었다고 과학자들은 덧붙였습니다.
칩의 예술적 그림입니다.집중된 레이저 빔(왼쪽, 파란색)은 양자점을 사용하여 갈륨 비소(GaAs)와 알루미늄 갈륨 비소(Al0.2Ga0.8As)의 단결정 필름으로 제작된 광자 도파관(빨간색)에서 단일 광자를 생성합니다. 두 개의 콤 전극은 도파관의 결정 격자를 왜곡시키는 나노음파를 생성합니다. 왼쪽 변환기는 기가헤르츠 주파수에서 방출된 광자의 색상을 조정하는 음파를 생성합니다. 두 개의 도파관은 다중 모드 간섭 커플러(MMI)에 의해 두 지점에서 연결됩니다. 올바른 음파 변환기는 광자를 색상별로 분리하는 또 다른 나노음파를 생성합니다. 이미지: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
빛과 음파는현대 커뮤니케이션의 기술적 기반. 레이저 방사선을 기반으로 하는 광섬유는 글로벌 네트워크의 기능을 보장합니다. 그리고 나노소닉 웨이브 칩은 스마트폰, 태블릿 또는 노트북 간에 기가헤르츠 주파수로 데이터를 무선으로 전송하는 데 사용됩니다.
과학자들은 연구 결과가양자점 형태의 양자 광원, 생성된 광 양자 및 음파의 양자 입자인 포논의 세 가지 다른 시스템을 결합하므로 하이브리드 양자 기술로 가는 길입니다. 물리학자들은 칩의 기능을 확장하기 위해 계속 노력하고 있습니다. 예를 들어, 4개 이상의 출력 사이에서 서로 다른 색상의 여러 광자를 정렬할 수 있습니다.
더 읽어보기 :
자기 폭풍이 지구를 강타할 것입니다.
GPS보다 정확한 내비게이션 시스템을 만들었습니다.
유럽에서 가장 신비한 언어의 역사를 다시 쓴 고대 부적