Ученым удалось создать микроволновый лазер нового типа

Как правило для удовлетворения всех насущных потребностей хватает возможностей классических лазеров, не отличающихся эффективностью и сверхвысокой стабильностью. Но, в некоторых областях, например, в квантовых вычислениях, энергия света довольно замечательного лазера может уничтожить хрупкое состояние квантовой совокупности. Исходя из этого ученые в течении уже 40 лет занимались поисками действенных, миниатюрных и стабильных микроволновых лазеров, энергия излучения которых не причиняет большой вред очень холодной окружающей среде, в которой приходится трудиться практически всем современных квантовых разработок.

Новый тип микроскопического микроволнового лазера удалось создать группе Лео Кувенховена (Leo Kouwenhoven) из Технологического университета Дельфта (TU Delft). В базе принципа работы этого лазера лежит один из фундаментальных эффектов, который связан с явлением сверхпроводимости, так называемый переход Джозефсона (Josephson junction). Переход Джозефсона появляется в месте узкого разрыва сверхпроводящего проводника.

При приложении к этому переходу электрического напряжения определенной величины через него начинает течь электрический ток. Данный ток появляется за счет результата квантового туннелирования электронов и он имеет импульсных темперамент. Частота импульсов этого тока зависит от величины приложенного напряжения и от массы вторых внешних факторов, что делает переход Джозефсона совершенным преобразователем и чувствительным элементом для разных датчиков.

Но ученым удалось перевоплотить единственный переход Джозефсона в отличный стабильный микроволновый лазер, размер которого сопоставим с размером муравья. По аналогии с простыми лазерами, переход Джозефсона в этом случае выступает в роли единственного атома, помещенного во впадину оптического резонатора.

Края данной впадины трудятся в качестве зеркал классического лазера, а резонансная частота впадины соответствует частоте микроволновых фотонов, излучаемых переходом Джозефсона. Устройство охлаждается до сверхнизкой, менее одного градуса Кельвина, температуры и к переходу Джозефсона прикладывается определенное электрическое напряжение. Переход начинает испускать микроволновые фотоны, каковые, как в простом лазере, отражаются от зеркал и вынуждают переход излучать другие фотоны, синхронизированные по углу и фазе поляризации с ранее излученными фотонами.

В следствии работы для того чтобы лазера он излучает луч, складывающийся из следующих приятель за втором микроволновых фотонов. Потому, что лазер изготовлен из сверхпроводящих материалов, то для его работы требуются совсем крохи, менее одного пикоВатта, энергии.

Кроме малого стабильности количества и высокой работы потребляемой энергии, созданный учеными лазер на переходе Джозефсона подходит для его интеграции на кристаллы чипов квантовых и других систем. Более того, режимом работы этого лазера возможно легко руководить классическими электрическими методами. И что очень принципиально важно, таковой лазер может употребляться для получения «сжатого по амплитуде» света, что, со своей стороны, употребляется в протоколах квантовых коммуникационных и вычислительных совокупностях.

Случайные записи:

• Представлена новая технология изготовления элементов на базе арсенида галлия
• Детский технопарк кванториум площадью более 1000 м? открыт в москве

Abe Davis: New video technology that reveals an object’s hidden properties

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Сибирские ученые создали кристаллы, расширяющие возможности лазеров

  МОСКВА, 21 апр — РИА Новости. минералогии Института и Учёные геологии им. В. С. Соболева СО РАН создали образцы кристаллов с улучшенными особенностями,…

• Ученым впервые удалось создать лучи, состоящие из сфокусированных спин-волн

  Исследователи из Факультета физики университета Гетеборга нашли метод синхронизации работы неограниченного количества маленьких генераторов спин-волн….

• Ученые нашли новый метод управления светом лазера при помощи странностей некоторых законов физики

  Несколько исследователей из Венского Технологического и Принстонского университета , найдя кое-какие странности в математических уравнениях,…

• Ученым удалось создать перепрограммируемые квантовые схемы, состоящие из сверхохлажденной материи

  Людям, имеющим отношение к электронике и микропроцессорной технике, известно понятие перепрограммируемых логических матриц, микросхем, в которых методом…