圣路易斯华盛顿大学的研究人员早已寻找了一种按照他们的指令获取光子或光包的方法。 研究人员利用一种光域的仁慈的能量状态,在他们的激光系统中生产光子,使得其在一个完全一致的模式中传输,顺时针方向或逆时针方向。 对于所有激光系统和应用于中获得一个可信的强劲的光子信号和光脉冲,光的传播中的一致性是很最重要的。意味着激光一项,就是与数十亿美元产业应用程序涉及,从信息通信到医学上的激光脱毛。
然而,这种一致性也适合于当前和未来的光学传感装置中的应用于,可用作气溶胶检测器或癌症的检测。 杨兰,是一名电气系统工程系的埃德温佛罗伦萨斯金纳教授,奥兹德米尔是一名研究助理教授,两人都在工程与应用科学学院,其合作者有坐落于维也纳科技大学的斯特凡罗特和坐落于德国奥托冯格里克大学的珍威尔斯哥,他们联合探寻了一种称作类似点的物理现象,这种点不会强制光子沿着顺时针或逆时针方向运动,而不是随机方向运动。
这一研究结果已公开发表在本月的《美国国家科学院学报》上。 这种类似的点经常出现在物理场中,是当简单的特征值和特征向量拆分或沦为一样时会再次发生。
这些都是叙述一个物理系统的数学工具。把这种类似点看做一个简单的迷人的环境,往往是不会有不能预测的和违背直觉的现象再次发生。
例如,公开发表与2014年《大自然》杂志上的一篇论文,杨和奥兹德米尔叙述了利用类似点在激光器系统中减少损耗,但却使得实际的功率减少,也就说道如果你不愿,损耗不会减少功率。随着物理学上的研究进展,出现异常点认同会在不就的将来要促使一些更好的反直觉的科研活动和结果。
杨和奥兹德米尔引进光学领域类似点的不存在是通过重新加入两个二氧化硅的散射体或纳米尖端,这有助建构极致的场景,让人回想了一个类似的点。利用纳米偏移台系统,博士上彭博,调整散射体之间的距离和比较大小,减少微震谐振腔在光学领域的扰动,恶魔出有一个类似的点,他也是2014个《科学》杂志论文的第一作者。
因此,他们是有一个高效率的系统的。 这项研究的一个令人兴奋的事情之一是,它明确提出了一个按须要掌控的激光,杨说道。
通过转变散射体的方位,你可以转变激光器的工作制度。这将关上基于激光器的新的功能器件的可能性。 这项研究更进一步强化了我们利用微的环激光器的能力,不仅可利用减少损耗不作功率的提高,正如我们以前获得的那样,而且可以准确掌控激光的方向,彭说道。
他们用于的微谐振器是一类叫作回音壁模式谐振器(WGMRs),因为他们的工作方式和某种程度知名的回音壁,即在伦敦的圣保罗大教堂的圆顶类似于,在一侧的人可以听见墙另一边的人所说的话。WGMR装置的工作频率与光的频率相近而不是声音频率。 光从WGMR通过锥形光纤波导两侧展开流经和耦合。
纳米偏移平台掌控衍射,并观测WGM的手性。在衍射的情况下,当光在顺时针或逆时针方向流经WGMR中,共振峰会经常出现在传输序中,光线末端是没信号取得的。 当系统通过散射体的辅助获得一个类似的点,这一状态不会发生变化,奥兹德米尔说道。
只有一个静脉注射方向时,光线序表明了一个显著的共振峰。这种不平面的光线,是手性的一种独有的特点,即一个模式的固有属性。 在物理系统中可以不存在有多个类似点。
把系统放到有所不同的类似零点的结果,仅有为展现出出有其他静脉注射方向的光线峰的经常出现,奥兹德米尔说道。 杨补足说道:因此,我们可以掌控模式的手性从系统的一个类似的点到另一个。 研究团队然后创建了类似点方位不平面光线和激光模式的固有手性之间的关联。
为了这个目的,他们用掺入铒WGM微谐振器。铒作为一种掺杂剂,比起用作唤起激光的光会减少有所不同波长的激光活性。
在一个类似的点的情况下,所收到的光从铒到WGM可以同时顺时针和逆时针转动。这使得从WGM微环激光器中萃取激光是陈旧的。
而在一个类似的点上,光子将以完全一致的方式移动,无论是在顺时针或逆时针方向。 我们现在早已对回音壁模式的手性行展开了掌控,因此激光的升空方向要好在类似点的不存在,杨说道。我们把散射体摆放在哪以及我们让他们转变工作制度的程度,减少技术的通用性。
我们可以调整回音壁模式使其具备有双向性(顺时针或逆时针方向)的微环激光器或单向激光器,在顺时针或逆时针方向展开激光升空。通过由该系统的一个类似的点到另一个类似点的过渡性,我们几乎可以让升空方向旋转,奥兹德米尔说道。 结果为WGMR获取了一种用作激光、传感、光和量子电动力学新的功能。
该小组的研究结果再度证明,如果设计得宜,类似的点、工程的损耗和衍射,获取了一种在光学科学中解决问题那些妨碍技术发展和容许设备实用性问题的新技巧,杨说道。 这项研究更进一步强化了我们利用激光器的能力,不仅可通过损耗提升功率,正如我们以前获得的那样,而且可以对激光方向展开准确掌控,彭说道。 研究人员说道,他们的研究结果将有助研发新的掌控光流的技术,为手性光子的芯片铺平了道路,并有可能影响到光学领域以外的科学领域。
他们早已开始利用并展出了类似点处,非厄米光子学的其他违背直觉的特点。
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