Fiziķu grupa no Vācijas un Spānijas ziņoja par metodes atklāšanu augstas precizitātes gaismas kontrolei ar
Zinātnieki ir izveidojuši mikroshēmu, kas aprīkota ar sīkiem viļņvadiem - "vadošiem ceļiem" gaismas kvantiem, viļņvadiem.Tie ir apmēram 30 reizes plānāki nekā cilvēka mati.Gaismas avots bija mikroshēmā iestrādāti kvantu punktiņi.
Šie kvantu punkti ir salasdažu nanometru lielumā viļņvados, kas izstaro gaismu atsevišķu fotonu veidā. Kvantu punkti ir iebūvēti mūsu mikroshēmā, un mums nav vispirms jāģenerē atsevišķi fotoni ar citu avotu un jāsavieno tie ar viļņvadiem.
Huberts Krenners, Vestfāles Vilhelma universitātes eksperimentālās fizikas profesors un pētījuma līdzautors
Kad ierīce darbojas, fokusēts lāzera stars izmanto kvantu punktu, lai ģenerētu atsevišķus fotonus fotoniskā viļņvadā, kas izgatavots uz gallija arsenīda (GaAs) un alumīnija-gallija arsenīda (Al0.2Ga0.8As) viena kristāla plēves.Divi ķemmes elektrodi rada nanoskaņas viļņus, kas izraisa viļņvadu kristāla režģa izkropļojumus.Kreisais devējs rada skaņas vilni, kas pielāgo krāsuPareizais akustiskais devējs rada vēl vienu nanoskaņas vilni, kas atdala fotonus pēc krāsas.
Ierīces shēma (a), atsevišķu fotonu ģenerēšana(b), vadot atsevišķus fotonus (c) un mērot superpozīcijas pagriezto stāvokli, savācot un nosakot izejas signālus (d). Attēls: Dominik D. Bühler et al., Nature Communications
Pētnieki atzīmē, ka vairākos eksperimentosviņi spēja ģenerēt atsevišķus fotonus mikroshēmā sīktēla lielumā un pēc tam izmantot skaņas viļņus, lai tos kontrolētu ar precizitāti, kas nekad agrāk nebija iespējama. Līdzīgi mehānismi jau ir izmantoti "klasiskajam lāzera starojumam", taču pirmo reizi tie tika izmantoti atsevišķu gaismas kvantu kontrolei, piebilst zinātnieki.
Mākslinieciska mikroshēmas ilustrācija.Fokusēts lāzera stars (pa kreisi, zils) izmanto kvantu punktu, lai ģenerētu atsevišķus fotonus fotoniskā viļņvadā (sarkanā krāsā), kas izgatavots no viena kristāla gallija arsenīda (GaAs) un alumīnija gallija arsenīda (Al0.2Ga0.8As) plēves. Divi ķemmes elektrodi ģenerē nanoskaņas viļņus, kas izkropļo viļņvadu kristālisko režģi. Kreisais devējs rada skaņas viļņu, kas pielāgo emitēto fotonu krāsu gigahercu frekvencēs. Abi viļņvadi ir savienoti divos punktos ar daudzmodu traucējumu savienotājiem (MMI). Pareizais skaņas devējs ģenerē vēl vienu nanoskaņas vilni, kas atdala fotonus pēc krāsas. Attēls: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Gaismas un skaņas viļņi irmūsdienu komunikācijas tehnoloģiskais pamats. Optiskās šķiedras, kuru pamatā ir lāzera starojums, nodrošina globālo tīklu darbību. Un nanoskaņas viļņu mikroshēmas tiek izmantotas, lai bezvadu režīmā pārsūtītu datus gigahercu frekvencēs starp viedtālruņiem, planšetdatoriem vai klēpjdatoriem.
Zinātnieki uzskata, ka darba rezultāti atklājceļš uz hibrīdajām kvantu tehnoloģijām, jo tās apvieno trīs dažādas sistēmas: kvantu gaismas avotus kvantu punktu veidā, ģenerētos gaismas kvantus un fononus, skaņas viļņa kvantu daļiņas. Fiziķi turpina strādāt pie mikroshēmas iespēju paplašināšanas. Piemēram, tas varēs kārtot vairākus dažādu krāsu fotonus starp četrām vai vairākām izejām.
Lasīt vairāk:
Zemi drīz sasniegs magnētiskā vētra
Izveidoja navigācijas sistēmu, kas ir precīzāka par GPS
Sens amulets pārrakstīja Eiropas noslēpumainākās valodas vēsturi