Ғалымдар тобы қолданылған кернеу арқылы жарықтың қарқындылығы мен фазасын тәуелсіз басқаруға мүмкіндік беретін шағын оптикалық құрылғы ойлап тапты. Бұл құрылғы екінші гармоника сәулеленуімен жұмыс істейді.

Екінші гармоника жарығы дегеніміз не?

Екінші гармоника жарығы фотондардың сызықсыз оптикалық ортада өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады. Бұл үдерісте бастапқы жарықтың бір бөлігі өзгеріссіз өтсе, қалған бөлігі екі есе жиіліктегі сәулеленуге айналады. Екінші гармоника физикада жарық энергия тасымалдаушы ретінде қолданылатын салаларда маңызды рөл атқарады, себебі сәулелену жиілігі аса маңызды мәнге ие болады. Сонымен қатар, екінші гармоника генерациясы шатасқан фотондарды жасау мен қолдануда қолданылады.

Жаңа оптикалық компоненттің ерекшеліктері

Физиктер электрлік сигнал арқылы басқарылатын оптикалық элемент жасап шығарды. Бұл элемент екінші гармоника жарығының фазасы мен қарқындылығын толық әрі тәуелсіз модуляциялауға мүмкіндік береді. Дәстүрлі пассивті оптикалық компоненттер тек энергияны сақтайды, шашыратады немесе тұтынады, ал жаңа элемент белсенді және өте ықшам — бар болғаны 4,5 x 2 микрометр. Басқару қолданылған кернеуді өзгерту арқылы жүзеге асады, бұл фазаны да, сәулелену амплитудасын да дәл баптауға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері Science Advances журналында жарияланды.

Эксперименттік нәтижелер мен баптау мүмкіндіктері

Эксперименттік деректер құрылғының жарықтығын максималды мәннен толық нөлге дейін өзгертуге болатынын көрсетті, ал фаза 0-ден 360 градусқа дейін кез келген мәнге орнатылады. Зерттеушілер құрылғының сызықсыз жауабын шамамен 0–30 нанометр/вольт диапазонында баптай алды, бұл оның сезімталдығын реттеуге мүмкіндік береді. Осылайша, сәулелену фазасының кернеуден толық тәуелсіздігін де, кернеудің фазаға айтарлықтай әсерін де қамтамасыз етуге болады.

Жарықты динамикалық басқару

Жаңа технологияның көмегімен ғалымдар фазалық және амплитудалық торлар жасап, шығатын жарықтың дифракциялық суретін динамикалық басқаруды қамтамасыз етті. Әртүрлі режимдер арасында оңай ауысу құрылғыны жарықты басқаруға арналған әмбебап құралға айналдырады.

Негізгі инновация — наноқұрылымданған бет

Басты жетістік — құрылғы бетінде ерекше наноқұрылымдар орналастырылған: олардың құрамында кванттық шұңқырлар мен қарама-қарсы фазада орналасқан металл наножолақтар бар.

Кванттық оптика үшін маңызы

«Біз алғаш рет қолданыстағы сызықсыз оптикалық құрылғылардың физикалық шектеулерін еңсеріп, тек электрлік сигналдар арқылы жоғары жылдамдықты және дәл оптикалық басқаруды қамтамасыз ететін шағын платформаны ұсындық. Бұл технология белсенді кванттық оптикалық жүйелерге — шатасқан фотондар көздері мен кванттық интерференцияны басқару жүйелеріне — негіз бола алады», — деп атап өтті зерттеу жетекшісі профессор Чжонвон Ли.