Een team van wetenschappers heeft een optische opstelling ontwikkeld om kwantumlicht door een lokalisatievezel te sturen
Schematische weergave van het experiment. Afbeelding: Alexander Demuth et al., Communicatiefysica
In een experiment uitgevoerd door natuurkundigen, een specialfaseverdeling glasvezel verbindt de zender en ontvanger. De eerste is een kwantumlichtbron. Het genereert kwantum-gecorreleerde fotonenparen door spontane parametrische neerwaartse conversie in een niet-lineair kristal.
Tijdens het generatieproces wordt één hoogenergetisch foton omgezet in paren fotonen, die elk een lagere energie hebben. De golflengte van zo'n paar is 810 nm.
Als ontvanger gebruikten natuurkundigeneen matrixcamera met een single-photon lawinediode (SPAD). Zo'n camera is, in tegenstelling tot conventionele CMOS-camera's, zo gevoelig dat hij enkele fotonen kan detecteren met extreem lage ruisniveaus, leggen de wetenschappers uit. Bovendien heeft het een zeer grote temporele resolutie, zodat het tijdstip van "aankomst" van enkele fotonen met hoge nauwkeurigheid bekend is.
Fasedeling vezel:vezelstructuur (a), schema van lichtvoortplanting in ideale (b) en echte (c) vezels. In het tweede geval wordt het licht gedeeltelijk verstrooid en springt het tussen gelokaliseerde modi. Afbeelding: Alexander Demuth et al., Communicatiefysica
Tijdens het experiment ontdekte de SPAD-array enparen fotonen identificeren die tegelijkertijd aankomen (match). Omdat de paren kwantumgecorreleerd zijn, weet waar een van de twee fotonen zich bevindt de locatie van het andere foton. Het team testte deze correlatie voor en na het verzenden van kwantumlicht en toonde met succes aan dat de ruimtelijke anticorrelatie van fotonen inderdaad aanhoudt.
Onderzoekers werken verderverbetering van technologie. Ze zijn met name van plan een optische vezel te maken die de effecten van verzwakking minimaliseert, waardoor het transmissiebereik van bijbehorende gegevens wordt vergroot.
In tegenstelling tot conventionele optische single-modevezels die gegevens verzenden via een enkele kern, faseverdelingsvezel (PSF) of Anderson-lokalisatievezel met fasedeling bestaat uit veel glasfilamenten ingebed in een glasmatrix met twee verschillende brekingsindices. Aangezien er twee brekingsindices in het materiaal zijn, ontstaat er een laterale wanorde die resulteert in transversale (tweedimensionale) Anderson-lokalisatie van licht in het materiaal.
Lees verder:
Een magnetische storm staat op het punt de aarde te raken
Genoemd het grootste gevaar van de maanmissie "Artemis"
De ware betekenis van mummificatie wordt onthuld: al die tijd hadden wetenschappers het bij het verkeerde eind
Op de omslag: een illustratie van een opstelling voor het doorgeven van kwantumlicht. Afbeelding: ICFO/ A. Cuevas