Inżynierowie z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii opracowali urządzenia w skali chipowej
Tradycyjne układy optyczne, którepozwalają kontrolować nawet jedną wiązkę lasera, stanowią wielkoformatową konstrukcję wielkości stołu jadalnego. Mieści wiele soczewek, polaryzatorów, lusterek i innych urządzeń. Do stworzenia przenośnych czujników i komputerów kwantowych potrzebne będą miniaturowe chipy.
Naukowcy połączyli obie technologie na poziomiemikrochipy: zintegrowane obwody fotoniczne wykorzystujące maleńkie przezroczyste kanały i inne mikroelementy do prowadzenia światła; oraz źródło niekonwencjonalnej optyki zwanej metapowierzchnią optyczną. Takie powierzchnie składają się ze szklanych płytek z milionami maleńkich struktur o wysokości zaledwie kilkuset miliardowych metra, które manipulują właściwościami światła bez potrzeby stosowania nieporęcznej optyki.
System formowania laserowego wielokrotnegowiązki (niebieskie strzałki) i kontrola ich polaryzacji składa się z trzech elementów: sprzęgacza zanikającego (EVC), który kieruje światło z jednego urządzenia do drugiego; Metagrid (MG), który rozprasza światło; oraz metapowierzchnia (MS), mała szklista powierzchnia usiana milionami filarów działających jak soczewki. Zdjęcie: NIST
W serii eksperymentów badaczewykazali, że pojedynczy chip fotoniczny wykonywał pracę 36 elementów optycznych, kontrolując jednocześnie kierunek, skupienie i polaryzację (płaszczyznę, w której fala świetlna oscyluje podczas ruchu) 12 wiązek laserowych rozdzielonych na cztery różne kolory. Pokazali również, że niewielki chip może skierować dwie wiązki o różnych kolorach równolegle. Jest to konieczne do stworzenia zegarów atomowych.
Naukowcy zauważają, że trwają one nadalpracować na pełnoprawnym układzie optycznym opartym na chipie. Jak dotąd światło lasera nie jest jeszcze wystarczająco mocne, aby schłodzić atomy do ultraniskich temperatur potrzebnych w miniaturowych, zaawansowanych zegarach atomowych.
Czytaj więcej:
Nowy obraz Hubble'a zaintrygował naukowców
Naukowcy rozszyfrowali tajemniczy rękopis Ptolemeusza. Był ukryty pod innym tekstem
Spójrz na mapę Marsa w najwyższej rozdzielczości: 110 000 klatek i 5,7 biliona pikseli