한 과학자 팀이 국소화 광섬유를 통해 양자광을 보내는 광학 설정을 개발했습니다
실험의 개략도. 이미지: Alexander Demuth 외, Communications Physics
물리학자들의 실험에서 특별한위상 분할 광섬유는 송신기와 수신기를 연결합니다. 첫 번째는 양자 광원입니다. 비선형 결정에서 자발적 파라메트릭 하향 변환을 통해 양자 상관 광자 쌍을 생성합니다.
생성 과정에서 하나의 고에너지 광자가 에너지가 낮은 광자 쌍으로 변환됩니다. 이러한 쌍의 파장은 810nm입니다.
수신자로서 물리학자들은SPAD(single-photon avalanche diode)가 있는 매트릭스 카메라. 이러한 카메라는 기존의 CMOS 카메라와 달리 매우 민감하여 노이즈 수준이 매우 낮은 단일 광자를 감지할 수 있다고 과학자들은 설명합니다. 또한 시간 해상도가 매우 커서 단일 광자의 "도착" 시간을 매우 정확하게 알 수 있습니다.
위상 분할 섬유:섬유 구조 (a), 이상적인 (b) 및 실제 (c) 섬유에서의 광 전파 방식. 두 번째 경우에는 빛이 부분적으로 산란되어 국지 모드 사이를 점프합니다. 이미지: Alexander Demuth 외, Communications Physics
실험 중에 SPAD 어레이가 발견하고동시에 도착하는 광자 쌍을 식별합니다(일치). 쌍은 양자 상관 관계가 있으므로 두 광자 중 하나가 발견된 위치를 알면 다른 광자의 위치를 알 수 있습니다. 팀은 양자 빛을 보내기 전과 후에 이 상관관계를 테스트하여 광자의 공간적 반상관이 실제로 지속된다는 것을 성공적으로 보여주었습니다.
연구원들은 계속해서 연구하고 있습니다.기술의 향상. 특히, 그들은 감쇠 효과를 최소화하는 광섬유를 만들어 관련 데이터의 전송 범위를 늘릴 계획이다.
기존의 단일 모드 광학과 달리단일 코어를 통해 데이터를 전송하는 섬유, 위상 분할 섬유(PSF) 또는 위상 분할이 있는 앤더슨 국소화 섬유는 두 개의 서로 다른 굴절률을 가진 유리 매트릭스에 내장된 많은 유리 필라멘트로 구성됩니다. 재료에는 두 개의 굴절률이 있기 때문에 재료에서 빛의 가로 방향(2차원) 앤더슨 국소화를 초래하는 측면 장애가 생성됩니다.
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표지: 양자 빛을 전송하기 위한 설정 그림. 이미지: ICFO/A. Cuevas