Поляритонный фильтр превращает обычный лазерный свет в квантовый свет

Международная группа исследователей из Университета Маккуори продемонстрировала новый подход к преобразованию обычного лазерного света в настоящий квантовый свет.

Их подход использует нанометровые пленки из арсенида галлия, который является полупроводниковым материалом, широко используемым в солнечных элементах. Они помещают тонкие пленки между двумя зеркалами, чтобы манипулировать поступающими фотонами.

Фотоны взаимодействуют с электронно-дырочными парами в полупроводнике, образуя новые химерные частицы, называемые поляритонами, которые обладают свойствами как фотонов, так и электронно-дырочных пар. Поляритоны распадаются через несколько пикосекунд, а испускаемые ими фотоны имеют четкие квантовые сигнатуры.

Исследования команд были опубликованы в одночасье в журнале Nature Materials .

В то время как эти квантовые сигнатуры в настоящий момент слабы, работа открывает новый путь для производства одиночных фотонов по требованию.

«Способность генерировать одиночные фотоны по требованию чрезвычайно важна для будущих применений в квантовой связи и оптической квантовой обработке информации», — говорит доцент Томас Волц из кафедры физики и астрономии и старший автор статьи. «Подумайте о неразрушаемом шифровании, сверхбыстрых компьютерах, более эффективных компьютерных чипах или даже оптических транзисторах с минимальным энергопотреблением».

В настоящее время однофотонные излучатели, как правило, создаются с помощью материаловедения, где сам материал собран таким образом, что встроено «квантовое» поведение.

Но этот стандартный подход сталкивается с серьезными ограничениями в меньших и меньших масштабах, потому что производство идентичных однофотонных излучателей с помощью чистых материалов чрезвычайно сложно.

«Это означает, что наш подход мог бы быть гораздо более подходящим для массового увеличения, как только мы сможем увеличить силу квантовых сигнатур, которые мы производим. Мы могли бы сделать идентичные квантовые излучатели из полупроводников с помощью фотонной наноструктурной инженерии, скорее чем путем непосредственного конструирования материалов «, — говорит доктор Гильермо Муньос Матутано, также из Macquarie и ведущего автора статьи.

«Хотя в реальных приложениях все еще довольно далеко, в нашей статье описывается важная веха, которую сообщество поляритонов, в частности, ждет в течение последних десяти-пятнадцати лет. Режим, в котором поляритоны взаимодействуют так сильно, что они могут запечатлеть квантовые подписи на фотонах до сих пор недоступны и открывают новую площадку для исследователей в этой области », — говорит Томас.

Иностранный сайт источника https://phys.org/news/2019-02-polariton-filter-ordinary-laser-quantum.html

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...