Skupina fyzikov z Nemecka a Španielska oznámila objav metódy vysoko presného ovládania svetla pomocou
Vedci vytvorili čip vybavený maličkýmvlnovody - „vodivé dráhy“ pre svetelné kvantá, vlnovody. Sú asi 30-krát tenšie ako ľudský vlas. Zdrojom svetla boli kvantové bodky zabudované do čipu.
Tieto kvantové bodky sú ostrovyniekoľko nanometrov vo vnútri vlnovodov, ktoré vyžarujú svetlo vo forme jednotlivých fotónov. Kvantové bodky sú zabudované do nášho čipu a nemusíme najprv generovať jednotlivé fotóny s iným zdrojom a spájať ich s vlnovodom.
Hubert Krenner, profesor experimentálnej fyziky na Wilhelm University of Westphalia a spoluautor štúdie
Keď je zariadenie v prevádzke, zaostrený laserLúč využíva kvantovú bodku na generovanie jednotlivých fotónov vo fotonickom vlnovode vyrobenom na jednokryštálovom filme arzenidu gália (GaAs) a arzenidu hliníka gália (Al0,2Ga0,8As). Dve hrebeňové elektródy generujú nanozvukové vlny, ktoré spôsobujú skreslenie kryštálovej mriežky vlnovodu. Ľavý prevodník vytvára zvukovú vlnu, ktorá upravuje farbu emitovaných fotónov na gigahertzových frekvenciách. Správny akustický menič generuje ďalšiu nanozvukovú vlnu, ktorá oddeľuje fotóny podľa farby.
Schéma zariadenia (a), generovanie jednotlivých fotónov(b), riadenie jednotlivých fotónov (c) a meranie otočeného stavu superpozície zhromažďovaním a detekciou výstupných signálov (d). Obrázok: Dominik D. Bühler a kol., Nature Communications
Vedci poznamenávajú, že v sérii experimentovdokázali generovať jednotlivé fotóny na čipe veľkosti miniatúry a potom pomocou zvukových vĺn ich ovládať s presnosťou, ktorá nebola predtým možná. Podobné mechanizmy už boli použité pri „klasickom laserovom žiarení“, ale po prvýkrát sa použili na ovládanie jednotlivých svetelných kvánt, dodávajú vedci.
Umelecké znázornenie čipu.Zaostrený laserový lúč (vľavo, modrý) využíva kvantovú bodku na generovanie jednotlivých fotónov vo fotonickom vlnovode (červený) vyrobenom z monokryštálového filmu arzenidu gália (GaAs) a arzenidu hliníka gália (Al0.2Ga0.8As). Dve hrebeňové elektródy generujú nanozvukové vlny, ktoré deformujú kryštálovú mriežku vlnovodov. Ľavý prevodník vytvára zvukovú vlnu, ktorá upravuje farbu emitovaných fotónov na gigahertzových frekvenciách. Dva vlnovody sú spojené v dvoch bodoch multimódovými interferenčnými spojkami (MMI). Pravý zvukový menič generuje ďalšiu nanozvukovú vlnu, ktorá oddeľuje fotóny podľa farby. Snímka: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Svetlo a zvukové vlny sútechnologický základ modernej komunikácie. Optické vlákna na báze laserového žiarenia zabezpečujú fungovanie globálnych sietí. A čipy nanozvukových vĺn sa používajú na bezdrôtový prenos dát na gigahertzových frekvenciách medzi smartfónmi, tabletmi alebo notebookmi.
Vedci sa domnievajú, že výsledky práce odhaľujúcestu k hybridným kvantovým technológiám, keďže kombinujú tri rôzne systémy: kvantové svetelné zdroje vo forme kvantových bodov, generované svetelné kvantá a fonóny, kvantové častice zvukovej vlny. Fyzici naďalej pracujú na rozširovaní možností čipu. Napríklad bude môcť triediť viacero fotónov rôznych farieb medzi štyrmi alebo viacerými výstupmi.
Čítaj viac:
Zem sa chystá zasiahnuť magnetická búrka
Vytvoril navigačný systém, ktorý je presnejší ako GPS
Staroveký amulet prepísal históriu najzáhadnejšieho jazyka Európy