Ingenjörer vid US National Institute of Standards and Technology har utvecklat chip-skala enheter för
Traditionella optiska system somlåter dig styra även en laserstråle, representera en storskalig struktur storleken på ett matbord. Den rymmer många linser, polarisatorer, speglar och andra enheter. För att skapa bärbara sensorer och kvantdatorer krävs miniatyrchips.
Forskarna kombinerade de två teknologierna på nivånmikrochips: integrerade fotoniska kretsar som använder små transparenta kanaler och andra mikrokomponenter för att styra ljus; och en källa till okonventionell optik känd som den optiska metaytan. Sådana ytor är uppbyggda av glasplattor med miljontals små strukturer på bara några hundra miljarddels meter höga som manipulerar ljusets egenskaper utan behov av skrymmande optik.
System för att bilda flera laserstrålar (blå pilar) och kontroll av deras polarisering består av tre komponenter: en evanescent coupler (EVC), som riktar ljus från en enhet till en annan; Metagrid (MG), som sprider ljus; och metaytan (MS), en liten glasartad yta översållad med miljontals pelare som fungerar som linser. Bild: NIST
I en serie experiment, forskarevisade att ett enda fotoniskt chip gjorde arbetet med 36 optiska komponenter samtidigt som de kontrollerade riktningen, fokus och polarisation (planet i vilket en ljusvåg svänger när den rör sig) för 12 laserstrålar separerade i fyra olika färger. De visade också att ett litet chip kunde styra två strålar av olika färg att löpa parallellt. Detta är nödvändigt för att skapa atomur.
Forskarna konstaterar att de fortsätterarbeta på ett fullfjädrat optiskt system baserat på chippet. Hittills är laserljus ännu inte tillräckligt kraftfullt för att kyla atomer till de ultralåga temperaturer som behövs för avancerade atomklockor i miniatyr.
Läs mer:
Ny bild av Hubble förbryllade forskare
Forskare har dechiffrerat Ptolemaios mystiska manuskript. Den gömdes under annan text
Titta på kartan över Mars med högsta upplösning: 110 000 bildrutor och 5,7 biljoner pixlar