| www.bris.ac.uk

Оптические вихри на кремниевом чипе

Вопреки традиционной концепции, свет в таких лучах не распространяется как простая волна. На поперечном "срезе" светового конуса такого "закрученного" пучка в разных точках фаза будет разной. Закручивание не имеет отношения к поляризации - ни плоской, ни круговой.



Энергия такого пучка распределяется спиральным способом в срезе конуса луча. Поэтому такие лучи света очень походят на вихрь или циклон с закручиванием влево или вправо. Теоретически нет ограничений тому, насколько сильно может быть такое "закручивание". В квантовой механике эту особенность связывают с "орбитальным угловым моментом" фотонов – фотоны в таких лучах, предположительно, двигаются по кругу вокруг оси луча, подобно движению планет вокруг Солнца или электронов вокруг ядра.

Когда такой свет взаимодействует с веществом, он порождает в них вращающий момент, что дает возможность использования этого явления в качестве так называемых "оптических гаечных ключей" в дополнение к !оптическому пинцету", который может как вращать так и захватывать в ловушку микроскопические частицы или капельки.

Подобные световые пучки могут мыть полезны для исследования свойств единичных фотонов, имеющих оптический угловой момент.

Различная степень завихрения может также использоваться, чтобы передавать информацию. Такой "закрученный" луч сможет нести больше информации в одном оптическом канале, а следовательно увеличить мощность оптических линий связи.

Как правило, "закрученный" световой поток получают при помощи пропускания лазерного луча сквозь специальные устройства из голографических пластин и особых линзы. Подобные устройства можно применять в научных исследованиях, но они довольно громоздки для практического применения.

Авторам статьи удалось создать источник света с контролируемым угловым моментом на основе оптических кремниевых волноводов. Размер устройства не превышает нескольких микрон, что позволило разместить на одной подложке несколько тысяч таких источников. При этом технология производства не сильно отличается от традиционной технологии микроэлектроники.

Сыюань Юй, профессор Photonics Information Systems in the Photonics Research Group в университете Бристоля, который опубликовал результаты исследования, утверждает: “Наши микроскопические оптические устройства вихревых пучков столь маленькие и компактные, что кремниевый чип, содержащий тысячи эмитентов, мог быть изготовлен при очень низких ценах и в большом объеме. Такие интегрированные микро-устройства смогут революционизировать применение оптических вихревых лучей в оптоэлектронике.”

Доктор Марк Томпсон, Заместитель директора Centre for Quantum Photonics в университете Бристоля, добавил: "Возможно, это одна из самых захватывающих современных разработок - контроль искривленного света на единственном уровне фотона, что позволяет нам использовать квантово-механические свойства оптических вихрей для будущих нано-технологий, а также, в квантовых коммуникациях и квантовом вычислении."
Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль