Tek fotonlar temizlenirken terahertz verici tek yongaya indi
Dar bir süzgeç çoklu foton hatalarını keskin biçimde azalttı, tekrarlanmayan bir desen oda sıcaklığında lazer ışığı üretti, bütünleşik lityum niyobat verici ise terahertz altı bağlantı kurdu. Her sonuç, laboratuvar sınırları içinde eski bir tasarım engelini kaldırıyor.
Bilim··Gece
İstenmeyen fotonları tayfta ayıklamak
Tek foton kaynaklarında temel sayılan bir hata sınırı, fotonların ne zaman çıktığından çok tayfta nereye düştüğüne bakılarak aşılabildi. Sürücü darbe, yayıcının ömründen daha kısa olduğunda darbe sürerken salınan fotonlar, yayıcının doğal çizgi genişliğinden belirgin biçimde daha geniş bir tayfa yayılıyor. Araştırmacılar dar bantlı bir tayf süzgeciyle bu geniş bileşenin büyük bölümünü ayıkladı. Bu ayrım, süzgecin hangi fotonları dışarıda bırakacağını belirliyor. Sıfır gecikmede ölçülen ikinci mertebe eşevrelilik, istenen tek foton salınımına zarar vermeden neredeyse bir büyüklük mertebesi düştü. Bu ölçüm, aynı atımda birden fazla foton çıkma olasılığını izliyor; çok foton olayları kuantum iletişimi ile doğrusal optik kuantum hesaplamada hata ürettiği için düşüş doğrudan kullanışlı. Sonuç, kaynağın bütün fiziğini yeniden tasarlamak yerine istenmeyen olayların farklı tayfsal izini kullanan daha dar bir müdahale sunuyor. Nature Communications çalışması bunu tek foton saflığının kendiliğinden salınım ve yeniden uyarılma tarafından kesin biçimde sınırlandığı varsayımına karşı bir laboratuvar sonucu olarak ortaya koyuyor.[2]
Tekrarsız desenle oda sıcaklığında lazer
Illinois’teki çalışma, yüzey ışımalı fotonik kristal lazerlerde başka bir yerleşik kısıtı gevşetti. Olağan tasarım, yarı iletkende dikey olarak oyulmuş ve düzenli biçimde tekrarlanan bir delik örgüsüne dayanıyor. Yüksek lisans öğrencisi Erin Raftery önce silisyum dioksit katmanını oydu, sonra yarı iletkeni bunun üzerine büyüttü. Gömülü yalıtkan katman gerekli kırılma indisi karşıtlığını sağladığı için üstteki malzemeye dikey delikler açma zorunluluğu kalktı. Böylece yapı döşenmiş bir örüntüyle sınırlanmak yerine çizilebildi ve hiç tekrarlamayan, yarı düzenli bir desen kullanılabildi. Aygıt oda sıcaklığında lazer ışığı üretti. Bu geometrik serbestlik, ilke olarak ışıma dalga boyu ile demet biçiminin ayarlanmasına alan açıyor; ancak ekip henüz elektriksel besleme göstermedi. Kent Choquette’in grubu sonucu bir fizik gösterimi olarak tanımlıyor. İlerleme, yonga üzerindeki desen dilini genişletiyor; elektrikle çalışan ve üretilebilir bir aygıta ulaşmak için gereken adımlar ise sürüyor.[1]
Terahertz altı vericiyi tek yongada toplamak
Üçüncü çalışma, ayrı duran optik parçaların yol açtığı bağlanma kaybını azaltmak için vericiyi bütünleştirdi. Araştırmacılar indiyum fosfür tabanlı tek yönlü taşıyıcılı bir fotodiyodu ince film lityum niyobat modülatör yongasına bağladı. Fotonik terahertz düzeneklerinde normalde gereken ayrık optik kurulum böylece tek bir yonga üzerinde buluştu. Bütünleşik fotodiyotta 3 desibel bant genişliği 240 gigahertz, iç duyarlılık watt başına 0,67 amper olarak ölçüldü. Verici, terahertz altı kablosuz bağlantılarda 150 gigahertzte saniyede 40 gigabit ve 200 gigahertzte saniyede 32 gigabit veri taşıdı; deneylerde NRZ ile PAM4 kiplemeleri kullanıldı. Bu değerler laboratuvar gösterimine ait; henüz kurulmuş bir iletişim ağı bulunmuyor. Yine de üç ilerlemenin ortak yönü burada belirginleşiyor: biri tayfsal süzme, biri yeni desenleme, biri de aygıt bütünleştirmesiyle daha önce tasarımın içine yerleşmiş bir kayıp veya sınırı hedefliyor. Her çözüm farklı bir fotonik katmanda çalışıyor ve başarımını ölçülebilir bir laboratuvar çıktısıyla gösteriyor.[3], [2], [1]
