Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Mikroskopijny układ zapewniający zwiększenie precyzji w optyce

ghost666 16 Nov 2021 11:10 780 4
  • Mikroskopijny układ zapewniający zwiększenie precyzji w optyce
    Łącząc dwa lub więcej źródeł światła, interferometry tworzą wzory interferencyjne, które mogą dostarczyć niezwykle szczegółowych informacji o wszystkim co oświetlają - od maleńkiej skazy na lustrze, przez rozproszenie na zanieczyszczeniach w atmosferze, po zmiany siły grawitacyjnych w odległych zakątkach Wszechświata. "Jeśli chcesz zmierzyć coś z bardzo wysoką precyzją, prawie zawsze używasz interferometru optycznego, ponieważ światło pozwala na budowę bardzo dokładnej linijki" mówi Jaime Cardenas, adiunkt z wydziału optyki na University of Rochester.

    Laboratorium Cardenas stworzyło sposób na uczynienie tych systemów optycznych jeszcze bardziej użytecznymi i wrażliwymi. Meiting Song, doktorantka z tej uczelni, opracowała zintegrowany chip fotoniczny, który pozwala na wzmocnienie sygnałów interferometrycznych bez wzrostu obcego, niepożądanego sygnału wejściowego - szumu. Chip ma wymiary zaledwie 1 mm x 1 mm. Przełom, opisany w czasopiśmie Nature Communications, opiera się na teorii wzmocnienia sygnału z wykorzystaniem falowodów, opracowanej przez Andrew Jordana, profesora fizyki z Rochester i studentów z jego laboratorium. Jordan i jego grupa od ponad dekady badają wzmocnienie słabych sygnałów. W nowatorski sposób zastosowali analizę modów w interferometrze ze wzmocnieniem. Dzięki temu byli w stanie udowodnić teoretyczną wykonalność integracji wzmacniacza słabego sygnału na chipie fotonicznym.

    "Zasadniczo można myśleć o technice wzmacniania sygnału o niskiej wartości jak o dawaniu wzmocnienia za darmo. Nie jest to do końca darmowe, ponieważ poświęca się moc, ale jest prawie za darmo, ponieważ można wzmocnić sygnał bez dodawania do niego szumu ? co jest bardzo ważne" wyjaśnia Cardenas.

    Mikroskopijny układ zapewniający zwiększenie precyzji w optyce




    Wzmocnienie to opiera się na mechanice kwantowej światła i zasadniczo polega na kierowaniu do detektora tylko niektórych fotonów, które zawierają potrzebne informacje. Koncepcję tę zademonstrowano już wcześniej, "ale zawsze jest to duża konfiguracja w laboratorium ze stołem optycznym, lustrami i systemem laserowym, wszystko bardzo drobiazgowo i starannie ustawione" mówi Cardenas. "Meiting wydestylowała to wszystko i umieściła w chipie fotonicznym" opisuje Cardenas. "A mając interferometr na chipie, możesz umieścić go w rakiecie lub na helikopterze albo w swoim telefonie ? gdziekolwiek chcesz ? i nigdy nie zostanie źle ustawiony". Stworzone przez Song urządzenie nie wygląda jak tradycyjny interferometr. Zamiast używać zestawu nachylonych luster do zaginania światła i tworzenia wzoru interferencyjnego, układ ten zawiera falowód zaprojektowany do rozchodzenia się czoła fali pola optycznego przez chip. "To jedna z nowości opisanych w publikacji" mówi Cardenas. "Nikt dotychczas nie mówił o inżynierii czoła fali na chipie fotonicznym".

    W przypadku tradycyjnych interferometrów stosunek sygnału do szumu można zwiększyć, co skutkuje bardziej znaczącym sygnałem wejściowym, po prostu zwiększając moc lasera. Ale tak naprawdę istnieje ograniczenie, mówi Cardenas, ponieważ tradycyjne detektory używane z interferometrami mogą obsłużyć tylko pewien poziom mocy lasera, zanim zostaną nasycone, w którym to punkcie stosunek sygnału do szumu nie może zostać już dalej zwiększony.

    Mikroskopijny układ zapewniający zwiększenie precyzji w optyce


    Urządzenie Song usuwa to ograniczenie, osiągając ten sam sygnał interferometru przy mniejszej ilości światła w detektorach, co pozostawia miejsce na zwiększenie stosunku sygnału do szumu poprzez dalsze zwiększanie mocy lasera.

    Kolejne kroki obejmą przystosowanie urządzenia do komunikacji i zastosowań kwantowych z wykorzystaniem ściśniętych lub splątanych fotonów, aby umożliwić korzystanie z urządzeń takich jak żyroskopy kwantowe.

    Źródło: https://phys.org/news/2021-11-tiny-chip-big-boost-precision.html

    Cool? Ranking DIY
    Kamery 3D Time of Flight - zastosowania w przemyśle. Darmowe szkolenie 16.12.2021r. g. 10.00 Zarejestruj się
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    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 wrote 10693 posts with rating 9012, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • #2
    Trzyzet
    Level 21  
    ghost666 wrote:
    "Nikt dotychczas nie mówił o inżynierii czoła fali na chipie fotonicznym"

    Słucham?
  • #3
    ghost666
    Translator, editor
    Trzyzet wrote:
    ghost666 wrote:
    "Nikt dotychczas nie mówił o inżynierii czoła fali na chipie fotonicznym"

    Słucham?


    Obawiałem się, że temat może być za trudny :(
  • #4
    varaktor
    Level 16  
    ghost666 wrote:
    Trzyzet wrote:
    ghost666 wrote:
    "Nikt dotychczas nie mówił o inżynierii czoła fali na chipie fotonicznym"

    Słucham?


    Obawiałem się, że temat może być a trudny :(


    Jeśli uważasz że jesteś słaby w danym temacie to poczytaj trochę zanim puścisz coś takiego. Wavefront tłumaczy się jak front falowy.
  • #5
    ghost666
    Translator, editor
    varaktor wrote:
    ghost666 wrote:
    Trzyzet wrote:
    ghost666 wrote:
    "Nikt dotychczas nie mówił o inżynierii czoła fali na chipie fotonicznym"

    Słucham?


    Obawiałem się, że temat może być a trudny :(


    Jeśli uważasz że jesteś słaby w danym temacie to poczytaj trochę zanim puścisz coś takiego. Wavefront tłumaczy się jak front falowy.


    Używa się obu określeń.