Zephyrnet logo

Läpimurto yhden fotonin integroinnissa pienille siruille huoneenlämpötilassa

Treffi:

Helmikuu 12, 2024

(Nanowerk-uutiset) Tuore tutkimus (nano Letters, "Huonelämpöiset kuitukytketyt yksifotonilähteet, jotka perustuvat kolloidisiin kvanttipisteisiin ja SiV-keskuksiin takaviritysnanoantenneissa"), jota johti Boaz Lubotzky tohtoritutkimuksensa aikana yhdessä prof. Ronen Rapaportin kanssa Jerusalemin heprealaisen yliopiston Racahin fysiikan instituutista yhteistyössä USA:n Los Alamos National Laboratoryn (LANL) ja Ulmin yliopiston ryhmien kanssa. Saksa julkisti merkittävän edistyksen yhden fotonin lähteiden integroimiseksi sirulle huoneenlämpötilassa. Tämä saavutus on merkittävä edistysaskel kvanttifotoniikan alalla ja lupaa monia sovelluksia, kuten kvanttilaskentaa, kryptografiaa ja tunnistusta. Keskeinen innovaatio on hybridimetalli-dielektrinen napakynäantenni, joka tarjoaa poikkeuksellisen fotonien suuntaavuuden. Tämä uusi antennirakenne mahdollistaa fotonien tehokkaan takaisinvirityksen sijoittamalla emitterin aliaallonpituuden reikään, joka on sijoitettu antennin keskelle. Tämä konfiguraatio mahdollistaa sekä suoran takaisinvirityksen että erittäin tehokkaan emission etukytkennän matalan numeerisen aukon optiikkaan tai optisiin kuituihin. Kuitukytketty yhden valokuvan lähde Kuitukytketty yhden valokuvan lähde. Kvanttisäteilijä, joka on sijoitettu keskitetysti hybridimetalli-dielektriseen napakynäantenniin, joka on suunniteltu erittäin suunnattuun fotonisäteilyyn. Antennin ainutlaatuinen rakenne mahdollistaa fotonien tehokkaan kytkemisen suoraan optiseen kuituun, mikä osoittaa kvanttifotoniikkatekniikan keskeisen parannuksen, joka vaikuttaa turvalliseen viestintään ja edistyneisiin kvanttilaskentasovelluksiin. (Kuva: Swati Foujdar) Tutkimus osoittaa tämän konseptin monipuolisuuden valmistamalla laitteita, jotka sisältävät joko kolloidisia kvanttipisteitä tai nanotimantteja, jotka sisältävät piivakanssikeskuksia, jotka molemmat ovat erinomaisia ​​yhden fotonin säteilijöitä jopa huoneenlämpötilassa. Nämä emitterit sijoitettiin tarkasti käyttämällä kahta erillistä nanopaikannusmenetelmää. Huomattavaa on, että kummankin tyyppisten takaviritteiden laitteiden etukeräystehokkuus oli noin 70 % niinkin alhaisilla numeerisilla aukoilla kuin 0.5. Tämä tarkoittaa, että voidaan käyttää erittäin yksinkertaisia ​​ja kompakteja optisia elementtejä ja silti kerätä suurin osa fotoneista haluttuun kanavaan tai lähettää lähetetyt fotonit tarkasti läheiseen optiseen kuituun ilman ylimääräistä kytkentäoptiikkaa. Tämä on keskeinen ainesosa kvanttivalonlähteiden integroinnissa todellisiin kvanttijärjestelmiin. Tämä virtaviivaistettu prosessi lupaa yksinkertaistaa tulevia integraatiopyrkimyksiä ja nopeuttaa käytännön kvanttifotonisten laitteiden toteutumista. Boaz Lubotzky kommentoi tämän saavutuksen merkitystä ja totesi: "Voittelemalla yksifotonilähteiden integrointiin liittyvät keskeiset haasteet olemme avanneet jännittäviä uusia mahdollisuuksia kehittyneiden kvanttitekniikoiden kehittämiseen." Yhden fotonin lähteiden onnistunut integrointi pieniin siruihin huoneenlämpötilassa, joka saavutetaan hybridimetalli-dielektrisen napasilmäantennin innovatiivisella käytöllä, tarjoaa välittömiä sovelluksia kvanttisalauksen kehittämiseen turvallisen viestinnän takaamiseksi, tunnistustekniikoiden parantamiseksi ja integrointiprosessin virtaviivaistamiseksi käytännön tarpeisiin. kvanttifotoniset laitteet. Tutkimuksen tulokset avaavat ovia kaupallisiin sovelluksiin ja uusien tuotteiden kehittämiseen kvanttiteknologian nousevalla alalla.

spot_img

Uusin älykkyys

spot_img