Almanya ve İspanya'dan bir grup fizikçi, ışığın son derece hassas kontrolü için bir yöntem keşfettiklerini bildirdi.
Bilim insanları minik parçacıklarla donatılmış bir çip yarattılardalga kılavuzları - ışık kuantumu için “iletken yollar”, dalga kılavuzları. İnsan saçından yaklaşık 30 kat daha incedirler. Işık kaynağı çipin içine yerleştirilmiş kuantum noktalarıydı.
Bu kuantum noktaları adalardır.bireysel fotonlar şeklinde ışık yayan dalga kılavuzlarının içinde birkaç nanometre boyutunda. Kuantum noktaları çipimize yerleştirilmiştir ve önce başka bir kaynakla bireysel fotonlar oluşturup onları dalga kılavuzlarına bağlamamız gerekmez.
Westphalia Wilhelm Üniversitesi'nde deneysel fizik profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Hubert Krenner
Cihaz çalışırken odaklanmış lazerIşın, galyum arsenit (GaAs) ve alüminyum galyum arsenitten (Al0.2Ga0.8As) oluşan tek kristalli bir film üzerinde üretilen bir fotonik dalga kılavuzunda tek fotonlar üretmek için bir kuantum noktası kullanır. İki tarak elektrot nanosonik dalgalar üreterek dalga kılavuzu kristal kafesinin bozulmasına neden olur. Sol dönüştürücü, gigahertz frekanslarında yayılan fotonların rengini ayarlayan bir ses dalgası üretir. Doğru akustik dönüştürücü, fotonları renklerine göre ayıran başka bir nanoses dalgası üretir.
Cihazın şeması (a), tek fotonların üretimi(b), tek fotonları sürmek (c) ve çıkış sinyallerini (d) toplayıp tespit ederek süperpozisyonun döndürülmüş durumunu ölçmek. Resim: Dominik D. Bühler ve diğerleri, Nature Communications
Araştırmacılar, bir dizi deneydeküçük resim büyüklüğündeki bir çip üzerinde tek tek fotonlar üretebildiler ve ardından ses dalgalarını kullanarak bunları daha önce hiç olmadığı kadar hassas bir şekilde kontrol edebildiler. Bilim adamları, benzer mekanizmaların "klasik lazer radyasyonu" için zaten kullanıldığını, ancak ilk kez bireysel ışık miktarını kontrol etmek için kullanıldığını da ekliyor.
Bir çipin sanatsal çizimi.Odaklanmış bir lazer ışını (solda, mavi), galyum arsenit (GaAs) ve alüminyum galyum arsenitten (Al0.2Ga0.8As) oluşan tek kristal filmden imal edilmiş bir fotonik dalga kılavuzunda (kırmızı) tekli fotonlar üretmek için bir kuantum noktası kullanır. İki taraklı elektrot, dalga kılavuzlarının kristal kafesini bozan nanosonik dalgalar üretir. Sol dönüştürücü, gigahertz frekanslarında yayılan fotonların rengini ayarlayan bir ses dalgası üretir. İki dalga kılavuzu, çok modlu girişim kuplörleri (MMI) ile iki noktada bağlanır. Sağ sonik dönüştürücü, fotonları renge göre ayıran başka bir nanosonik dalga üretir. Resim: Dominik D. Bühler, Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Işık ve ses dalgalarıModern iletişimin teknolojik temeli. Lazer radyasyonuna dayalı optik fiberler, küresel ağların çalışmasını sağlar. Ve nanosonik dalga çipleri, akıllı telefonlar, tabletler veya dizüstü bilgisayarlar arasında gigahertz frekanslarındaki verileri kablosuz olarak aktarmak için kullanılır.
Bilim adamları, çalışmanın sonuçlarının ortaya çıktığına inanıyorHibrit kuantum teknolojilerine giden yol, üç farklı sistemi birleştirdiklerinden: kuantum noktaları biçimindeki kuantum ışık kaynakları, üretilen ışık kuantumları ve bir ses dalgasının kuantum parçacıkları olan fononlar. Fizikçiler, çipin yeteneklerini genişletmek için çalışmaya devam ediyor. Örneğin, farklı renkteki birden çok fotonu dört veya daha fazla çıktı arasında sıralayabilecektir.
Daha fazla oku:
Manyetik bir fırtına Dünya'yı vurmak üzere
GPS'ten daha doğru bir navigasyon sistemi yarattı
Eski bir muska, Avrupa'nın en gizemli dilinin tarihini yeniden yazdı