Lumina Polarizata, spin quantum fotonic, metamateriale plasmonice - invizibilitatea o realitate
Cautand articole despre penetranta undelor electromagnetice EMF 5G, cu referire la impactul pasamite evaluat eronat al SAR asupra
organismelor vii, am dat peste METAMATERIALE PLASMONICE, un tip nou
de nanomateriale cu proprietati extraordinare, cum era si cele ale zeolitului si clinoptilolitului.
Plasmonica este o zonă de cercetare care îmbină domeniile opticii și nanoelectronicii prin limitarea luminii cu lungimea de undă relativ mare a spațiului liber la scala nanometrului - permițând astfel o familie de dispozitive noi. Dispozitivele plasmonice actuale la frecvențele de telecomunicații și optice se confruntă cu provocări semnificative din cauza pierderilor întâlnite în materialele plasmonice constitutive. Aceste pierderi mari limitează serios practicitatea acestor metale pentru multe aplicații noi.
Acum putem produce materiale cu performanțe optice și magnetice îmbunătățite, precum și aplica aceste noi materiale pe dispozitive noi. Aceste materiale includ oxizi conductori transparenti (TCO), cu impedanâă zero cum ar fi oxidul de staniu indiu (ITO), oxidul de zinc de galiu (GZO), oxidul de zinc de aluminiu (AZO) și nitrurile metalice precum nitrura de titan (TiN), nitrura de zirconiu (ZrN), hafnium nitrură (HfN). S-a dovedit că TCO-urile sunt materiale plasmonice eficiente în regiunea infraroșu, în timp ce nitrurile de metale de tranziție se extind în spectrul vizibil. Aceste materiale sunt utilizate în prezent în aplicații plasmonice noi, cum ar fi dispozitivele plasmonice integrate, plasmonica reglabilă și capturarea particulelor, cu aplicații în litografie. utilizată pe scară largă la miniaturizarea circuitelor integrate și procesoarelor.
Deasemenea ercetătorii au creat un nou „material plasmonic cu oxid” care ar putea face posibile dispozitive pentru comunicații optice de cel puțin 10 ori mai rapide decât tehnologiile convenționale, având capacitatea de reglare a transmiterii undelor în moduri care nu puteai fi concepute până în prezent.
În comunicațiile optice, impulsurile cu laser sunt utilizate pentru a transmite informații de-a lungul cablurilor cu fibră optică pentru servicii telefonice, internet și televiziune prin cablu.
Cercetătorii de la Universitatea Purdue au arătat cum un material optic format din oxid de zinc dopat cu aluminiu (AZO) este capabil să moduleze - sau să schimbe - cât de multă lumină este reflectată cu 40 la sută în timp ce necesită mai puțină putere decât alte dispozitive cu semiconductor „all-optic”.
„Puterea scăzută este importantă pentru că dacă doriți să funcționați foarte rapid - și arătăm potențialul de până la un terahertz sau mai mult - atunci aveți nevoie de o disipare a energiei scăzute”, a declarat Nathaniel Kinsey. "În caz contrar, materialul dvs. s-ar încălzi și s-ar topi atunci când începeți să îl împingeți cu adevărat rapid. All-optic înseamnă că spre deosebire de tehnologiile convenționale nu folosim semnalele electrice pentru a controla sistemul. Atât fluxul de date, cât și semnalele de control sunt impulsuri optice. .“
Posibilitatea de a modula cantitatea de lumină reflectată este necesară pentru aplicațiile industriale potențiale, cum ar fi transmisia de date.S-a dovedit că materialul funcționează în raza infraroșu aproape a spectrului, care este utilizat în comunicațiile optice, și este compatibil cu procesul de fabricație complementar de metal-oxid-semiconductor (CMOS) utilizat pentru construirea circuitelor integrate. O astfel de tehnologie ar putea aduce dispozitive care procesează comunicații optice de mare viteză.
Cercetătorii și-au propus crearea unui „modulator plasmonic optic cu toate materialele compatibile cu CMOS” sau a unui tranzistor optic.
În electronică, tranzistoarele pe bază de siliciu sunt blocuri critice care schimbă puterea și amplifică semnalele. Un tranzistor optic ar putea îndeplini un rol similar pentru lumină în loc de electricitate, aducând sisteme mult mai rapide decât acum.
Spaghetele colorate nu reprezinta in aceasta imagine componentele electrica si magnetica a luminii, ci reprezinta diferite raze de lumina nepolarizata, de fapt putem considera componenta ei electrica osciland in diverse planuri, fiecare avand asociata intr-un plan perpendicular si componenta sa magnetica. Nu m-am lamurit dac ase pot separa cele doua componente, exista argumente ca ele se autoinduc, deci n-ar fi separabile, dar exisa si cateva ipoteze cum ca undele magnetice nu au viteza limitata la c (viteza luminii) ci se transmit instant, ceea ce inseamna ca in cazul undelor electromagnetice, componenta electrica nu face decat sa incetineasca componenta magnetica. Pot specula ca in lipsa componentei electrice (astfel de unde "radio" vaduvite de componenta electrica pot fi create printr-o antena de constructie speciala - caduceul) se "turtesc", se "lungesc", si propagarea lor revine astfel la natura ei originala, care este longitudinala, si instantanee la nivelul acestui univers.
Iar la trecerea printr-o matrice caracteristicile polarizarii se schimba reversibil. Din lumina polșarizata, insa e greu sa mai faci inapoi lumina nepolarizata. Poti doar sa te joci cu parametrii polarizarii, cu unghiul, cu directia polarizarii circulare, dar n-o mai poti "amesteca" la loc.
Momentul unghiular (de spin) al luminii (SAM) este componenta rotativă a momentului
unghiular al fotonului care este asociat cu spinul cuantic și polarizarea
circulară sau eliptică a undei. wikipedia
Se consideră că o undă electromagnetică are polarizare circulară atunci când câmpurile sale electrice și magnetice se rotesc continuu în jurul axei fasciculului în timpul propagării. Polarizarea circulară este la stânga (L) sau la dreapta (R) în funcție de direcția de rotație a câmpului și, conform convenției utilizate: fie din punctul de vedere al sursei, fie al destinatarului. Ambele convenții sunt utilizate în știință în funcție de context.
Când un fascicul de lumină este polarizat circular, fiecare foton al său poartă un moment unghiular de rotire sua spin (SAM) care este pozitiv pentru stânga și negativ pentru polarizări circulare drepte (aceasta adoptă convenția din punctul de vedere al receptorului cel mai des utilizat în optică). Acest SAM este direcționat de-a lungul axei fasciculului (paralel dacă este pozitiv, antiparalel dacă este negativ). Figura de mai sus arată structura instantanee a câmpului electric din stânga ( L) și dreapta (R) lumină polarizată circular în spațiu. Săgețile verzi indică direcția de propagare.
Expresiile matematice raportate sub cifre oferă cele trei componente ale câmpului electric ale undei plane polarizate circular, care se propagă în direcția z , în notație complexă.
Folosind nanotehnologie au fost create la Institutul Tehnologic din Georgia meta-oglinzi chirale, care din structula lor geometrica poate alege caracateristicele razelor emergente, absorbind in intregime pe toate celelalte, creând astfel INVIZIBILITATE.
La fiecare traversare a unui mediu difractar, in fiecare etapă optică traversată (unitate QW), fotonul se poate deplasa la o valoare OAM m care poate crește sau scade cu o unitate (sau rămâne nemișcat, în configurația hibridă). Descompunerea OAM a funcției de undă fotonică în fiecare etapă include astfel multe componente diferite, așa cum se arată în apelurile în care modurile care au valori OAM diferite sunt reprezentate de fronturile de undă elicoidale (sau „răsucite”) corespunzătoare.
Saltul quantic sau „quantum walk” a apărut recent ca un proces paradigmatic pentru simularea dinamică a sistemelor cuantice complexe, producția de încurcătură și calculul cuantic. Până acum, implementările fotonice ale plimbărilor cuantice s-au bazat în principal pe scheme interferometrice multipath în spațiul real. Raportăm realizarea experimentală a unei mersuri cuantice discrete care are loc în spațiul unghiular de lumină orbitală, atât pentru un foton cât și pentru doi fotoni simultan. Spre deosebire de implementările anterioare, întregul proces se dezvoltă într-un singur fascicul de lumină, fără a fi nevoie de interferometre; necesită scalare de resurse optice liniar cu numărul de pași; și permite controlul flexibil al stărilor de superpoziție de intrare și ieșire. Exploatând această din urmă proprietate, am explorat structura benzii de sistem în spațiul de moment și caracteristicile topologice asociate spin-orbitei spin simulând dinamica cuantică a pachetelor de val gaussiene. Demonstrația noastră introduce o nouă platformă fotonică versatilă pentru simulări cuantice.
Propusă prima dată de Feynman în urmă cu aproximativ 30 de ani (1), simularea unui sistem cuantic complex prin intermediul unui alt sistem cuantic mai simplu și bine controlat devine în zilele noastre o sarcină fezabilă, deși încă o provocare. Fotonii sunt o resursă de încredere în această arenă, așa cum o atestă marea varietate de arhitecturi fotonice care au fost introduse până acum pentru realizarea simulatoarelor cuantice (2). Printre procesele simulate, mersul cuantic (QW) (3) primește un interes larg. Un QW poate fi interpretat ca omologul cuantic al cunoscutei plimbări aleatorii clasice. În exemplul său cel mai simplu, discret și unidimensional (1D), acesta din urmă este o cale constând dintr-o secvență de pași aleatori de-a lungul unei linii. La fiecare pas, mersul se deplasează înainte sau înapoi în funcție de rezultatul unui proces aleatoriu, cum ar fi flipul unei monede. Când atât mersul, cât și moneda sunt sisteme cuantice, obținem un QW. Distribuția probabilității finale pentru poziția de mers arată diferențe marcate în ceea ce privește procesul clasic, datorită interferențelor dintre superpozițiile coerente ale căilor diferite (4). S-a demonstrat că acest proces cuantic poate fi utilizat pentru a efectua algoritmi de căutare cuantică pe un grafic (5, 6) și un calcul cuantic universal (7, 8). Mai mult, reprezintă o abordare versatilă a simulării fenomenelor care caracterizează sisteme complexe, cum ar fi localizarea Anderson în medii dezordonate (9) și transportul de energie în procesele chimice (10). Interacțiunea coin-walker, de exemplu, dă naștere la analogii fascinante cu efecte cuantice care decurg din cuplarea spin-orbita: recent, s-a demonstrat că QW-urile discrete pot simula toate clasele de faze topologice în 1D și 2D (11) și protejate topologic la interfața dintre regiuni cu topologii diferite (12) s-au observat stări legate.
În ultimul deceniu, implementările QW-urilor în 1D au fost realizate într-o varietate de sisteme fizice, cum ar fi ioni prinși (13, 14) sau atomi (15), sisteme de rezonanță magnetică nucleară (16) și fotoni, folosind ambele optici în vrac (17–19) și ghiduri de undă integrate (20–22). În mod remarcabil, doar câteva simulări fotonice ale QW-urilor multiparticule au fost raportate, folosind stări de doi fotoni (9, (20–22) sau surse coerente clasice (23). În arhitecturile fotonice, strategiile diferite pot fi adoptate, în funcție de gradele optice a libertății exploatate pentru a codifica moneda și sistemele cuantice walker. În 2010, Zhang și colab. au propus o abordare inedită pentru realizarea unui QW fotonic, bazat pe ideea de codificare a monedei și a mersului în momentul unghiular rotativ (SAM) ) și în momentul unghiular orbital (OAM) al luminii, respectiv (24). O posibilă implementare a aceleiași idei într-o configurație bazată pe bucle a fost, de asemenea, analizată (25). Aceste propuneri teoretice au fost prezentate, pentru prima dată, posibilitatea de a implementa o plimbare fotonică fără interferometre, întregul proces având loc într-un singur fascicul de lumină (ne referim aici la „interferometre spațiale reale”, bazându-ne pe divizarea căilor optice, deoarece orice tip de propagare a undelor implică s unele forme de interferență modală). Pentru a obține acest rezultat, aceste scheme se bazează pe cuplarea spin-orbita care are loc într-un element optic special numit q-plate (QP) (26), a cărui acțiune va fi discutată mai târziu. Aici, implementăm experimental propunerea de Zhang și colab., Demonstrând astfel primul QW fotonic care se produce într-un singur fascicul de lumină și folosind gradul OAM de libertate a fotonilor ca coordonată discretă [observăm că, deși QW a realizat în (19) ) și (23) implică doar grade interioare de libertate ale unui fascicul de lumină unic, implementarea sa efectivă depinde în continuare de divizarea fasciculului într-un interferometru spațial]. Demonstrăm atât QW-ul fotonilor singuri, cât și cel al doi fotoni nedistinguibili, evidențiind astfel rolul interferențelor cuantice multiparticule. După cum vom discuta mai jos, această nouă implementare are avantaje potențiale în ceea ce privește stabilitatea și scalabilitatea. Mai mult decât atât, spre deosebire de majoritatea abordărilor optice integrate optice, acesta permite să modifice dinamic sistemul hamiltonian și să măsoare întreaga evoluție pas cu pas (nu numai ieșirea finală) fără a schimba configurația experimentală. În cele din urmă, o caracteristică foarte importantă a acestei implementări QW este posibilitatea de a pregăti flexibil superpoziții arbitrare sau stări inițiale „delocalizate” ale walker-ului prin exploatarea dispozitivelor optice holografice standard (sau, invers, realizarea unei tomografii cuantice complete a stării cuantice a ieșirii delocalizate). ). Ca o demonstrație specifică a acestei caracteristici, am verificat experimental structura de bandă care caracterizează un QW; am pregătit pachete de val gaussiene ale unui foton în spațiul OAM, pentru valori diferite ale cvasi-momentului liniar mediu și am observat dinamica cuantică liberă, guvernată de relațiile de dispersie ale benzii subiacente și de caracteristicile topologice asociate spin-orbitei
Metamateriale plasmonice
Plasmonica este o zonă de cercetare care îmbină domeniile opticii și nanoelectronicii prin limitarea luminii cu lungimea de undă relativ mare a spațiului liber la scala nanometrului - permițând astfel o familie de dispozitive noi. Dispozitivele plasmonice actuale la frecvențele de telecomunicații și optice se confruntă cu provocări semnificative din cauza pierderilor întâlnite în materialele plasmonice constitutive. Aceste pierderi mari limitează serios practicitatea acestor metale pentru multe aplicații noi.
Acum putem produce materiale cu performanțe optice și magnetice îmbunătățite, precum și aplica aceste noi materiale pe dispozitive noi. Aceste materiale includ oxizi conductori transparenti (TCO), cu impedanâă zero cum ar fi oxidul de staniu indiu (ITO), oxidul de zinc de galiu (GZO), oxidul de zinc de aluminiu (AZO) și nitrurile metalice precum nitrura de titan (TiN), nitrura de zirconiu (ZrN), hafnium nitrură (HfN). S-a dovedit că TCO-urile sunt materiale plasmonice eficiente în regiunea infraroșu, în timp ce nitrurile de metale de tranziție se extind în spectrul vizibil. Aceste materiale sunt utilizate în prezent în aplicații plasmonice noi, cum ar fi dispozitivele plasmonice integrate, plasmonica reglabilă și capturarea particulelor, cu aplicații în litografie. utilizată pe scară largă la miniaturizarea circuitelor integrate și procesoarelor.
Deasemenea ercetătorii au creat un nou „material plasmonic cu oxid” care ar putea face posibile dispozitive pentru comunicații optice de cel puțin 10 ori mai rapide decât tehnologiile convenționale, având capacitatea de reglare a transmiterii undelor în moduri care nu puteai fi concepute până în prezent.
În comunicațiile optice, impulsurile cu laser sunt utilizate pentru a transmite informații de-a lungul cablurilor cu fibră optică pentru servicii telefonice, internet și televiziune prin cablu.
Cercetătorii de la Universitatea Purdue au arătat cum un material optic format din oxid de zinc dopat cu aluminiu (AZO) este capabil să moduleze - sau să schimbe - cât de multă lumină este reflectată cu 40 la sută în timp ce necesită mai puțină putere decât alte dispozitive cu semiconductor „all-optic”.
„Puterea scăzută este importantă pentru că dacă doriți să funcționați foarte rapid - și arătăm potențialul de până la un terahertz sau mai mult - atunci aveți nevoie de o disipare a energiei scăzute”, a declarat Nathaniel Kinsey. "În caz contrar, materialul dvs. s-ar încălzi și s-ar topi atunci când începeți să îl împingeți cu adevărat rapid. All-optic înseamnă că spre deosebire de tehnologiile convenționale nu folosim semnalele electrice pentru a controla sistemul. Atât fluxul de date, cât și semnalele de control sunt impulsuri optice. .“
Posibilitatea de a modula cantitatea de lumină reflectată este necesară pentru aplicațiile industriale potențiale, cum ar fi transmisia de date.S-a dovedit că materialul funcționează în raza infraroșu aproape a spectrului, care este utilizat în comunicațiile optice, și este compatibil cu procesul de fabricație complementar de metal-oxid-semiconductor (CMOS) utilizat pentru construirea circuitelor integrate. O astfel de tehnologie ar putea aduce dispozitive care procesează comunicații optice de mare viteză.
Cercetătorii și-au propus crearea unui „modulator plasmonic optic cu toate materialele compatibile cu CMOS” sau a unui tranzistor optic.
În electronică, tranzistoarele pe bază de siliciu sunt blocuri critice care schimbă puterea și amplifică semnalele. Un tranzistor optic ar putea îndeplini un rol similar pentru lumină în loc de electricitate, aducând sisteme mult mai rapide decât acum.
Lumina, undele electromagnetice si proprietatile deplasarii lor
Polarizarea luminii
polarizarea verticala a luminii este utilizata la ecranele computerelor, ceasurilor si jocurilor cu cristale lichide. Polarizarea orizontala la lentilele ochelarilor de ski, foto, si auto, pentru a contracara stralucirea razelor solare reflectate pe suprafete.Polarizarea circulara
Deplasarea energiei transmisa de unda
Undele transporta energie. Termenul folosit este de transmisie, dar dat fiind că viteza luminii e finită, este vorba de un transport. Efectiv nico particula nu se deplasează in acest proces, ci este vorba de oscilatiile respectivelor particule, sau mai precis oscilatiile energiilor lor care se transmit din aproape in aproape cu viteza luminii.Spinul quantic al fotonului
Lumina este sie a unda electromagnetica si impartaseste acelasi proprietati de propagare ca si acestea. Dar pentru ca are si caracter de particula, are si un spin. Personal nu sunt convins ca celelalte unde electromagnetice din spectrul radio si microunde nu au si ele caracter de particula la anumite frecvente, dar... sa zicem ca inca nu stim.Se consideră că o undă electromagnetică are polarizare circulară atunci când câmpurile sale electrice și magnetice se rotesc continuu în jurul axei fasciculului în timpul propagării. Polarizarea circulară este la stânga (L) sau la dreapta (R) în funcție de direcția de rotație a câmpului și, conform convenției utilizate: fie din punctul de vedere al sursei, fie al destinatarului. Ambele convenții sunt utilizate în știință în funcție de context.
Când un fascicul de lumină este polarizat circular, fiecare foton al său poartă un moment unghiular de rotire sua spin (SAM) care este pozitiv pentru stânga și negativ pentru polarizări circulare drepte (aceasta adoptă convenția din punctul de vedere al receptorului cel mai des utilizat în optică). Acest SAM este direcționat de-a lungul axei fasciculului (paralel dacă este pozitiv, antiparalel dacă este negativ). Figura de mai sus arată structura instantanee a câmpului electric din stânga ( L) și dreapta (R) lumină polarizată circular în spațiu. Săgețile verzi indică direcția de propagare.
Expresiile matematice raportate sub cifre oferă cele trei componente ale câmpului electric ale undei plane polarizate circular, care se propagă în direcția z , în notație complexă.
Folosind nanotehnologie au fost create la Institutul Tehnologic din Georgia meta-oglinzi chirale, care din structula lor geometrica poate alege caracateristicele razelor emergente, absorbind in intregime pe toate celelalte, creând astfel INVIZIBILITATE.
Saltul quantic sau „quantum walk”
La fiecare traversare a unui mediu difractar, in fiecare etapă optică traversată (unitate QW), fotonul se poate deplasa la o valoare OAM m care poate crește sau scade cu o unitate (sau rămâne nemișcat, în configurația hibridă). Descompunerea OAM a funcției de undă fotonică în fiecare etapă include astfel multe componente diferite, așa cum se arată în apelurile în care modurile care au valori OAM diferite sunt reprezentate de fronturile de undă elicoidale (sau „răsucite”) corespunzătoare.
Saltul quantic sau „quantum walk” a apărut recent ca un proces paradigmatic pentru simularea dinamică a sistemelor cuantice complexe, producția de încurcătură și calculul cuantic. Până acum, implementările fotonice ale plimbărilor cuantice s-au bazat în principal pe scheme interferometrice multipath în spațiul real. Raportăm realizarea experimentală a unei mersuri cuantice discrete care are loc în spațiul unghiular de lumină orbitală, atât pentru un foton cât și pentru doi fotoni simultan. Spre deosebire de implementările anterioare, întregul proces se dezvoltă într-un singur fascicul de lumină, fără a fi nevoie de interferometre; necesită scalare de resurse optice liniar cu numărul de pași; și permite controlul flexibil al stărilor de superpoziție de intrare și ieșire. Exploatând această din urmă proprietate, am explorat structura benzii de sistem în spațiul de moment și caracteristicile topologice asociate spin-orbitei spin simulând dinamica cuantică a pachetelor de val gaussiene. Demonstrația noastră introduce o nouă platformă fotonică versatilă pentru simulări cuantice.
Propusă prima dată de Feynman în urmă cu aproximativ 30 de ani (1), simularea unui sistem cuantic complex prin intermediul unui alt sistem cuantic mai simplu și bine controlat devine în zilele noastre o sarcină fezabilă, deși încă o provocare. Fotonii sunt o resursă de încredere în această arenă, așa cum o atestă marea varietate de arhitecturi fotonice care au fost introduse până acum pentru realizarea simulatoarelor cuantice (2). Printre procesele simulate, mersul cuantic (QW) (3) primește un interes larg. Un QW poate fi interpretat ca omologul cuantic al cunoscutei plimbări aleatorii clasice. În exemplul său cel mai simplu, discret și unidimensional (1D), acesta din urmă este o cale constând dintr-o secvență de pași aleatori de-a lungul unei linii. La fiecare pas, mersul se deplasează înainte sau înapoi în funcție de rezultatul unui proces aleatoriu, cum ar fi flipul unei monede. Când atât mersul, cât și moneda sunt sisteme cuantice, obținem un QW. Distribuția probabilității finale pentru poziția de mers arată diferențe marcate în ceea ce privește procesul clasic, datorită interferențelor dintre superpozițiile coerente ale căilor diferite (4). S-a demonstrat că acest proces cuantic poate fi utilizat pentru a efectua algoritmi de căutare cuantică pe un grafic (5, 6) și un calcul cuantic universal (7, 8). Mai mult, reprezintă o abordare versatilă a simulării fenomenelor care caracterizează sisteme complexe, cum ar fi localizarea Anderson în medii dezordonate (9) și transportul de energie în procesele chimice (10). Interacțiunea coin-walker, de exemplu, dă naștere la analogii fascinante cu efecte cuantice care decurg din cuplarea spin-orbita: recent, s-a demonstrat că QW-urile discrete pot simula toate clasele de faze topologice în 1D și 2D (11) și protejate topologic la interfața dintre regiuni cu topologii diferite (12) s-au observat stări legate.
În ultimul deceniu, implementările QW-urilor în 1D au fost realizate într-o varietate de sisteme fizice, cum ar fi ioni prinși (13, 14) sau atomi (15), sisteme de rezonanță magnetică nucleară (16) și fotoni, folosind ambele optici în vrac (17–19) și ghiduri de undă integrate (20–22). În mod remarcabil, doar câteva simulări fotonice ale QW-urilor multiparticule au fost raportate, folosind stări de doi fotoni (9, (20–22) sau surse coerente clasice (23). În arhitecturile fotonice, strategiile diferite pot fi adoptate, în funcție de gradele optice a libertății exploatate pentru a codifica moneda și sistemele cuantice walker. În 2010, Zhang și colab. au propus o abordare inedită pentru realizarea unui QW fotonic, bazat pe ideea de codificare a monedei și a mersului în momentul unghiular rotativ (SAM) ) și în momentul unghiular orbital (OAM) al luminii, respectiv (24). O posibilă implementare a aceleiași idei într-o configurație bazată pe bucle a fost, de asemenea, analizată (25). Aceste propuneri teoretice au fost prezentate, pentru prima dată, posibilitatea de a implementa o plimbare fotonică fără interferometre, întregul proces având loc într-un singur fascicul de lumină (ne referim aici la „interferometre spațiale reale”, bazându-ne pe divizarea căilor optice, deoarece orice tip de propagare a undelor implică s unele forme de interferență modală). Pentru a obține acest rezultat, aceste scheme se bazează pe cuplarea spin-orbita care are loc într-un element optic special numit q-plate (QP) (26), a cărui acțiune va fi discutată mai târziu. Aici, implementăm experimental propunerea de Zhang și colab., Demonstrând astfel primul QW fotonic care se produce într-un singur fascicul de lumină și folosind gradul OAM de libertate a fotonilor ca coordonată discretă [observăm că, deși QW a realizat în (19) ) și (23) implică doar grade interioare de libertate ale unui fascicul de lumină unic, implementarea sa efectivă depinde în continuare de divizarea fasciculului într-un interferometru spațial]. Demonstrăm atât QW-ul fotonilor singuri, cât și cel al doi fotoni nedistinguibili, evidențiind astfel rolul interferențelor cuantice multiparticule. După cum vom discuta mai jos, această nouă implementare are avantaje potențiale în ceea ce privește stabilitatea și scalabilitatea. Mai mult decât atât, spre deosebire de majoritatea abordărilor optice integrate optice, acesta permite să modifice dinamic sistemul hamiltonian și să măsoare întreaga evoluție pas cu pas (nu numai ieșirea finală) fără a schimba configurația experimentală. În cele din urmă, o caracteristică foarte importantă a acestei implementări QW este posibilitatea de a pregăti flexibil superpoziții arbitrare sau stări inițiale „delocalizate” ale walker-ului prin exploatarea dispozitivelor optice holografice standard (sau, invers, realizarea unei tomografii cuantice complete a stării cuantice a ieșirii delocalizate). ). Ca o demonstrație specifică a acestei caracteristici, am verificat experimental structura de bandă care caracterizează un QW; am pregătit pachete de val gaussiene ale unui foton în spațiul OAM, pentru valori diferite ale cvasi-momentului liniar mediu și am observat dinamica cuantică liberă, guvernată de relațiile de dispersie ale benzii subiacente și de caracteristicile topologice asociate spin-orbitei
Comentarii
Trimiteți un comentariu