Интерфейс одиночных фотонов под связь света и нанофотонных сетей

Интерфейс одиночных фотонов под связь света и нанофотонных сетей

Специалисты университета Мюнстера (Германия) разработали интерфейс одиночных фотонов под связывание источников света с нанофотонными сетями. Интерфейс построен на основе так называемых фотонных кристаллов — наноструктурированных диэлектрических материалов. Эти материалы способны усиливать определённый диапазон длин волн в моменты прохождения света. Фотонные кристаллы используются многими областями исследований. Однако не были оптимизированы под разработанный тип интерфейса.

Исследования квантовых излучателей

Поскольку одиночные фотоны подчиняются законам квантовой физики, речь идёт о квантовых излучателях относительно задействованных источников света. Для исследования учёные брали квантовые излучатели, встроенные в наноалмазы, испускающие фотоны в момент стимулирования электромагнитными полями. Для создания желаемых интерфейсов стояла задача разработать оптические структуры, адаптированные к длине волны квантовых излучателей.

С этой целью использовался метод современной электронно-лучевой литографии, а также специальные методы травления на оборудовании завода наноструктур в Мюнстере. Нужно отметить, учёные преуспели в производстве высококачественных кристаллов непосредственно на основном материале из диоксида кремния.

Структурируя кристаллы, исследовательская группа изменяла не только размер и расположение полостей, но также ширину волновода, где располагались полости. Измеренные результаты показали: фотонные кристаллы, демонстрирующие особое изменение размеров отверстий, наиболее удачно подходят для границ раздела.

Сотрудничество между физиками-теоретиками и экспериментаторами видится идеальным для физических исследований. Такой опыт сотрудничества не всегда бывает лёгким, поскольку соответствующие методы работы часто очень разные. В данном случае сотрудничество двух младших исследовательских групп прошло на хорошем уровне.

Разработка не требует каких-либо дополнительных этапов обработки, потому что эти этапы совместимы с устоявшейся тонкоплёночной технологией для интегральных фотонных схем. Однако это не может считаться само собой разумеющимся фактором при разработке сложных квантовых технологий. Несмотря на то, что исследователям часто удаётся создать важный высококачественный компонент в качестве единовременного, отсутствуют возможности создания нескольких копий одного и того же компонента.

Планы учёных-физиков на будущее

Следующие шаги исследовательской группы направлены на размещение квантовых излучателей, встроенных в наноалмазы в определённых точках на фотонных кристаллах. Задавшись этой целью, команда специалистов уже разрабатывает специальную технику нанотехнологий,

Такая техника, к примеру, позволяет разместить алмаз размером всего 100 нанометров с точностью менее 50 нанометров. Команда физиков-теоретиков планирует расширить исследования на другие системы материалов и более сложные геометрии фотонных кристаллов. Например, использовать эллиптические отверстия вместо круглых отверстий.


При помощи информации: Muenster



Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *