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新技术首将光场转化为机械振动

  新技术首先将光场转化为机械振动

  德国和瑞士科学家小组在11月11日的“科学”杂志上报道说,他们发明了一种新的方法,可以将光子和机械振动耦合起来,希望能“发挥自己的力量”开发新的全光缓冲器,控制光学机械系统的量子能级。德国马克斯·普朗克量子光学研究所的物理学家托比亚斯·基弗伯格(Tobias Kieferberg)负责这项研究,并与位于洛桑的洛桑联邦理工学院光子学和量子测试实验室的一个研究小组合作,组成一套设备。在该装置中,通过光学微谐振腔的光束可以被第二光束更强烈地控制,所以该装置表现得像光电晶体管。光电晶体管是一种在暴露在光线时输出放大信号的晶体管,在没有光线的情况下被关闭。它不仅具有光电转换的功能,而且还能放大光信号。研究团队的光学微腔具有两个不同的特点:首先,它将光线收集在一个小玻璃结构中,并将光线引导成圆形图案;其次,该结构像一个玻璃高脚杯,以非常精确的频率振动,结构非常纤细(只有人发直径的一小部分),振动频率是玻璃杯的振动频率的1万倍以上,光子进入设备时产生辐射压力,压力由谐振器放大。结果,压力继续增加,导致空腔变形,将光耦合和机械振动一起,如果使用两束光,则具有机械振动的两束激光之间的相互作用产生光学“开”:较强的“控制“激光器可以打开或关闭较弱的”探头“激光器,就像电子晶体管一样。将辐射转换为振动被广泛用于手机。例如,手机接收器将电磁辐射转换成机械振动,有效地过滤信号。但是,科学家们还没有能够利用光来做出这样的转变。现在,这种设备首次将光子场转换成机械振动,这将在通信方面产生巨大的影响。例如,研究人员可以设计新颖的全光缓冲器,可以在几秒钟内存储大量的光信息。马克斯·普朗克研究所(Max Planck Institute)科学家艾伯特·希瑟(Albert Heather)表示,科学家们知道这种效果在两年前就已经在理论上可行了,但将其变为现实则更加困难。 EPFL的高级科学家Samuel DeLiglis说,理论和实践的完美结合是令人兴奋的。世界各地的研究人员正在寻找在量子层面上控制光机械系统的方法,这种新颖的可切换耦合系统可以作为混合量子系统的重要接口,帮助研究人员清除障碍。 (来源:刘霞科技日报)
 

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