Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Naukowcom udało się zmierzyć mechaniczne skręcenie generowane światłem

ghost666 04 Paź 2016 19:05 1788 0
  • Naukowcom udało się zmierzyć mechaniczne skręcenie generowane światłem
    Naukowcy University of Minnesota zmierzyli siłę skręcającą, jaka generowana jest przez światło w układzie scalonym. Badania te mogą odnaleźć swoje zastosowanie w konstrukcji miniaturowych żyroskopów czy sensorów wykorzystujących skręt elementów do pomiarów pola magnetycznego. Sporo tego rodzaju układów znajduje zastosowanie m.in. w przemyśle.

    W przypadku światła, mierzony moment obrotowy związany jest z momentem spinowym fotonów. Mechaniczny pomiar tej wartości jest jednym z dowodów na kwantową naturę światła. Tego rodzaju pomiary były już wcześniej wielokrotnie prowadzone, ale opisany wynik jest pierwszym, który udało zrealizować się w miniaturowym systemie w układzie mikromechanicznym. Światło jest także falą elektromagnetyczną, której pole elektryczne może oscylować w dowolnym kierunku - kierunek tej oscylacji nazywany jest osią polaryzacji światła.

    Szczególnym typem polaryzacji jest polaryzacja kołowa, w której pole elektryczne "kręci się dookoła". Fotony tak spolaryzowanego światła posiadają moment spinowy, który może - oddziałując kolektywnie - wywoływać mechaniczny moment obrotowy ma przedmiotach, które z takim światłem oddziałują. Zjawiska związane z mechanicznym oddziaływaniem promieniowania elektromagnetycznego na obiektyw fizyczne są już znane od dawna ale optyczny moment obrotowy jest dotychczas niezbadanym do końca polem.

    Polaryzacja światła odgrywa istotną rolę w systemach telekomunikacyjnych. Jeśli możliwy będzie pomiar momentu spinowego fotonów z wykorzystaniem układów scalonych, takich jak stworzony w Minnesocie, zaowocować może to nowymi rozwiązaniami technicznymi w zakresie np. telekomunikacji.


    Profesor Mo Li wraz ze swoim zespołem stworzyli zintegrowany optomechaniczny układ, oparty na miniaturowym falowodzie o wymiarach (w przekroju) 400 nm x 340 nm. Z uwagi na swój kształt falowód ten polaryzuje światło kołowo. Polaryzacja światła zmienia się wzdłuż falowodu, a wraz z nią moment spinowy fotonów. Zmiana ta powoduje, że falowód skręca się wraz z skręcaniem osi polaryzacji światła w nim. Efekt ten jest znany od dawna, ale nikt go dotychczasowo nie zmierzył. Zespół prof. Li, aby było to możliwe, przyczepił do światłowodu niewielki fragment krzemu z wnęką rezonansową. Umożliwiło to bardzo precyzyjny pomiar skręcania się światłowodu

    Krzemowy element na falowodzie zachowuje się jak ławka huśtawki z osią po środku (w tym miejscu zamontowano falowód). Gdy skręca się on - nawet nieznacznie - belka krzemowa przemieszcza się na większą odległość, co jest już mierzalne z wykorzystaniem wnęki optycznej. Podając różnie spolaryzowane światło na wejście falowodu zespołowi udało się rozróżnić polaryzację światła i zmierzyć moment spinowy fotonów, a nawet pojedynczego fotonu! Jak mówi Li He, jeden z naukowców "Nasz eksperyment pokazuje kwantowomechaniczne własności światła w jednym układzie scalonym".

    Zespół jest bardzo zadowolony z osiągniętych wyników i pragnie kontynuować prace nad stworzeniem zintegrowanego układu fotonicznego wykorzystującego tą technikę. System taki może znaleźć wiele zastosowań w telekomunikacji, medycynie, układach naukowych, wojskowych itp.

    Źródło: http://phys.org/news/2016-09-photons-scientists.html#jCp

    Fajne! Ranking DIY
    Darmowe szkolenie: Ethernet w przemyśle dziś i jutro. Zarejestruj się za darmo.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9770 postów o ocenie 7952, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.