Durch Cameron Chai
Am Gemeinsamen Quantums-Institut hat ein Forschungsteam, Edo Waks und Kollegen enthalten, einen gesamt-optischen Schalter entwickelt, der einen Quantumspunkt verwendet, der innerhalb eines kleinen Loch-freien Säulengangs integriert wird, der wie eine Resonanzkammer sich benimmt.
Dieses ist die Installation eines Hohlleiters, der von einem photonischen Kristall hergestellt wird. Ein Quantumspunkt (QD) wird innerhalb einer kleinen Zone (Kammer) frei von den Löchern gelegt. Leuchte wird und aus in den Hohlleiter heraus über endcaps gesendet (die halbkreisförmige Zelle an beiden Enden, angezeigt durch grüne Pfeile). Wenn er richtig (die Synchronicityzeit, tau, seiend kleiner als ungefähr 100 ps), ein Laser-Impuls der Pumpe (Regelung) Zeit festgesetzt wird, einen angeschlossenen Fühlerimpuls die Seite heraus verlassen lässt. Wenn die Fühler- und Pumpenträger nicht ausgerichtet werden, verlässt der Fühlerträger heraus das Fern des Hohlleiters. (Kredit: Ranojoy Bose, JQI)
Der Quantumspunkt, der Nano--groß Zwischenlage vom Arsen und vom Indium enthält, kann nur die getrennte Wellenlängenleuchte ausstrahlen, die zu seinem kleinen passend ist. Er wird innerhalb eines photonischen Kristalles gelegt, der einige kleine Löcher hat, die Leuchte den Kristall nur für eine schmale Reichweite der Wellenlängen überqueren lassen. Wenn Leuchte den Hohlleiter neben der Resonanzkammer überquert, nimmt irgendeine Menge Leuchte an der Kammer teil und reagiert mit dem Quantumspunkt. Diese Wechselwirkung kann die Übertragungseigenschaften des Hohlleiters ändern. Um einen Schaltungsvorgang zu erstellen, werden 140 Photonen im Hohlleiter gefordert. Jedoch um die Quantumspunktmodulation zu produzieren, werden nur 6 Photonen gefordert und so schleudern den Schalter.
Frühere Versionen von LWL-Schaltern benötigten hohe Eingangsleistung und große Nichtlinearkristalle für Operation. Andererseits führt der JQI-Schalter die hoch-nichtlinearen Interaktionen durch, die eine Eingangsleistung von 90 aJ und von einem einzelnen Quantumspunkt verwenden. Er ändert die Richtung der Leuchte innerhalb 120 ps. Der Eingangsleistungswert des JQI-Schalters ist fünfmal niedriger als die vorhergehende Satzgruppe durch eine Einheit, die an den Labors in Japan entwickelt wird. Jedoch kann der Japanische Schalter bei Zimmertemperatur steuern, während der JQI-Schalter eine Temperatur von ungefähr 40 K. benötigt.
Ein zweiter Impuls, der eine Pumpe oder ein Steuerträger genannt wird, ist in der Lage, die Richtung der Leuchte zu ändern den Hohlleiter überquerend da ein Fühlerträger. Um den Fühlerträger von der Seite der Einheit verlassen zu lassen, sollten der Fühlerträger und der etwas detuned Pumpenträger gleichzeitig ankommen. Hier ist der Fühlerträger mit dem Quantumspunkt Resonanz, der gerade weg von der Mittelspur des Hohlleiters innerhalb der Kammer sitzt. Starke Kupplung kann erzielt werden, indem man die Temperatur des Quantumspunktes auf Resonanz mit der Kammer justiert. Wenn die Träger nicht gleichzeitig angekommen werden, dann geht der Fühlerträger in eine andere Richtung.
Ranojoy Bose, einer der Forscher, informiert, dass dieser Quantumpunkt Schalter ein nicht optischer Transistor aber ein Niedrig-Photonzahl Impuls ist. Bose nimmt eine Reduzierung in der Photonzählung vorweg, die für das Einschalten und weg von der Resonanzkammer benötigt wird. Dieser JQI-Schalter stellt die Möglichkeit der Verwirklichung eines brauchbaren ultraschnellen, niederenergetischen Aufchip Signalfräsers dar.
Quelle: http://jqi.umd.edu/