En gruppe fysikere fra Tyskland og Spania rapporterte oppdagelsen av en metode for høy presisjonskontroll av lys med
Forskere har skapt en brikke utstyrt med små bølgeledere - "ledende veier" for kvanta av lys, bølgeledere.De er omtrent 30 ganger tynnere enn et menneskehår.Lyskilden var kvanteprikker innebygd i brikken.
Disse kvanteprikkene er øyernoen få nanometer i størrelse inne i bølgeledere som sender ut lys i form av individuelle fotoner. Kvanteprikker er innebygd i brikken vår, og vi trenger ikke først å generere individuelle fotoner med en annen kilde og koble dem til bølgeledere.
Hubert Krenner, professor i eksperimentell fysikk ved Wilhelm University of Westphalia og medforfatter av studien
Når enheten oper, bruker en fokusert laserstråle en kvanteprikk for å generere enkeltfotoner i en fotonisk bølgeleder laget på en enkeltkrystallfilm av galliumarsenid (GaAs) og aluminium-galliumarsenid (Al0.2Ga0.8As).To kamelektroder genererer nanosoniske bølger som forårsaker forvrengning av krystallgitteret til bølgelederne.Den venstre svingeren produserer en lydbølge som justerer fargenDen høyre akustiske transduseren genererer en annen nanosonisk bølge, som skiller fotonene etter farge.
Skjema for enheten (a), generering av enkeltfotoner(b), driver enkeltfotoner (c), og måling av den roterte tilstanden til superposisjonen ved å samle og detektere utgangssignaler (d). Bilde: Dominik D. Bühler et al., Nature Communications
Forskerne bemerker det i en rekke eksperimenterde var i stand til å generere individuelle fotoner på en brikke på størrelse med et miniatyrbilde og deretter bruke lydbølger for å kontrollere dem med presisjon som aldri før var mulig. Lignende mekanismer har allerede blitt brukt for "klassisk laserstråling", men for første gang ble de brukt til å kontrollere individuelle lyskvanter, legger forskerne til.
Kunstnerisk illustrasjon av en brikke.En fokusert laserstråle (venstre, blå) bruker en kvanteprikk for å generere enkeltfotoner i en fotonisk bølgeleder (rød) laget av en enkeltkrystallfilm av galliumarsenid (GaAs) og aluminium galliumarsenid (Al0.2Ga0.8As). To kamelektroder genererer nanolydbølger som forvrenger krystallgitteret til bølgelederne. Den venstre svingeren produserer en lydbølge som justerer fargen på utsendte fotoner ved gigahertz-frekvenser. De to bølgelederne er koblet sammen på to punkter ved hjelp av multimode interferenskoblere (MMI). Den høyre soniske transduseren genererer en annen nanosonisk bølge som skiller fotoner etter farge. Bilde: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Lys- og lydbølger erteknologisk grunnlag for moderne kommunikasjon. Optiske fibre basert på laserstråling sikrer at globale nettverk fungerer. Og nanosoniske bølgebrikker brukes til å overføre data trådløst med gigahertz-frekvenser mellom smarttelefoner, nettbrett eller bærbare datamaskiner.
Forskere mener at resultatene av arbeidet avslørerveien til hybride kvanteteknologier, da de kombinerer tre forskjellige systemer: kvantelyskilder i form av kvanteprikker, genererte lyskvanter og fononer, kvantepartikler av en lydbølge. Fysikere fortsetter å jobbe med å utvide egenskapene til brikken. For eksempel vil den kunne sortere flere fotoner av forskjellige farger mellom fire eller flere utganger.
Les mer:
En magnetisk storm er i ferd med å treffe jorden
Laget et navigasjonssystem som er mer nøyaktig enn GPS
En eldgammel amulett omskrev historien til Europas mest mystiske språk