Por Cameron Chai
No Instituto Comum do Quantum, uma equipa de investigação, compreendendo Edo Waks e colegas, desenvolveu um interruptor todo-óptico que utiliza um ponto do quantum integrado dentro de uma arcada furo-livre minúscula, que se comportasse como uma cavidade ressonante.
Esta é a instalação de um medidor de ondas feito de um cristal fotónico. Um ponto do quantum (QD) é colocado dentro de uma zona minúscula (cavidade) clara dos furos. A Luz é enviada e fora do medidor de ondas através dos endcaps (a estrutura semicircular em ambas as extremidades, indicadas por setas verdes). Se cronometrado correctamente (o tempo da sincronicidade, tau, sendo menos do que aproximadamente 100 picosegundos), um pulso do laser da bomba (controle) permitirá que um pulso de acompanhamento da ponta de prova retire para fora o lado. Se os feixes da ponta de prova e da bomba não são alinhados, o feixe da ponta de prova retirará para fora a extremidade do medidor de ondas. (Crédito: Ranojoy Bose, JQI)
O ponto do quantum, que compreende o sanduíche nano-feito sob medida do arsênico e do índio, pode emitir-se somente a luz discreta do comprimento de onda devido a seu tamanho pequeno. É colocado dentro de um cristal fotónico que tenha diversos furos minúsculos, que permitem que a luz atravesse o cristal somente para uma escala estreita dos comprimentos de onda. Quando a luz atravessa o medidor de ondas junto à cavidade ressonante, alguma quantidade de luz participa na cavidade e reage com o ponto do quantum. Esta interacção pode alterar as propriedades da transmissão do medidor de ondas. Para criar uma acção do interruptor, 140 fotão são exigidos no medidor de ondas. Contudo, para produzir a modulação do ponto do quantum, somente 6 fotão são exigidos, assim arremessando o interruptor.
Versões anteriores da potência de entrada alta necessário dos interruptores ópticos e de grandes não-linear-cristais para a operação. Inversamente, o interruptor de JQI executa as interacções alto-não-lineares que utilizam uma potência de entrada de 90 aJ e de um único ponto do quantum. Muda o sentido da luz dentro de 120 picosegundos. O valor da potência de entrada do interruptor de JQI é cinco vezes mais baixo do que o grupo precedente do registro por um dispositivo desenvolvido em laboratórios em Japão. Contudo, o interruptor Japonês pode operar-se na temperatura ambiente, visto que o interruptor de JQI precisa uma temperatura de aproximadamente 40 K.
Um segundo pulso chamado uma bomba ou um feixe do controle pode mudar o sentido da luz que atravessa o medidor de ondas porque um feixe da ponta de prova. Para fazer o feixe da ponta de prova para retirar do lado do dispositivo, o feixe da ponta de prova e o feixe ligeira detuned da bomba devem chegar ao mesmo tempo. Aqui, o feixe da ponta de prova é ressonante com o ponto do quantum, que se senta apenas fora da trilha center do medidor de ondas dentro da cavidade. O acoplamento Forte pode ser conseguido ajustando a temperatura do ponto do quantum na ressonância com a cavidade. Se os feixes não são chegados simultaneamente, a seguir o feixe da ponta de prova sairá em um outro sentido.
Ranojoy Bose, um dos pesquisadores, informado que este interruptor do quantum-ponto é um não transistor óptico mas um pulso do baixo-fotão-número. Bose antecipa uma redução na contagem do fotão exigida ligando e fora da cavidade ressonante. Este interruptor de JQI personifica a possibilidade de realizar um ultrafast útil, router do sinal da em-microplaqueta da baixo-energia.
Source: http://jqi.umd.edu/