Исследователи из Инженерной школы Самуэли при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) в сотрудничестве с отделом оптических систем компании Broadcom Inc. разработали широкополосный, поляризационно-независимый однонаправленный имиджер, работающий в видимом спектре. Устройство способно эффективно передавать изображение в одном направлении, подавляя его формирование в обратном.
Основные характеристики устройства
- Дифракционные структуры: изготовлены методом литографии на пластинах из плавленого кварца высокой чистоты, что обеспечивает высокую оптическую прозрачность, термическую стабильность и минимальные потери.
- Оптическая прозрачность и стабильность: материалы и методы обеспечивают необходимые свойства для практического применения.
Публикация результатов
Работа опубликована в журнале Light: Science & Applications.
Значимость исследования
Дифракционные оптические процессоры и метаповерхности играют важную роль в передовых оптических вычислениях и вычислительной визуализации. Несмотря на перспективный потенциал и новые возможности применения дифракционных оптических процессоров и метаматериалов, большинство демонстраций остаются ограниченными двумерными реализациями и более длинными волнами из-за технологических сложностей при изготовлении наномасштабных элементов в трёхмерных дифракционных архитектурах.
Инновационный подход
Исследователи из UCLA и Broadcom продемонстрировали, что их метод нанопроизводства в сочетании с обратным дизайном на основе глубокого обучения позволяет формировать видимые изображения только в одном направлении — передавая изображения из входного поля зрения (A) в выходное поле зрения (B), блокируя и искажая формирование изображения в обратном направлении (B в A).
Перспективы
Этот подход открывает новые возможности для будущих достижений в области вычислительной визуализации, оптического зондирования и обработки оптической информации, с потенциальными приложениями в компактных мультиспектральных имиджерах и защите оптической конфиденциальности.
Источник
Предоставлено Институтом передовых технологий Инженерной школы UCLA.
Новая техника генерации многофотонных состояний из квантовых точек
Группа исследователей в области фотоники под руководством Грегора Вайс из Университета Инсбрука разработала новую технику генерации многофотонных состояний из квантовых точек, которая преодолевает ограничения традиционных подходов. Это имеет непосредственное применение в протоколах безопасного распределения квантовых ключей, где может обеспечить одновременную безопасную связь с разными сторонами.
Квантовые точки
Квантовые точки — полупроводниковые наноструктуры, которые могут излучать одиночные фотоны по запросу — считаются одними из наиболее перспективных источников для фотонного квантового вычисления. Однако каждая квантовая точка немного отличается и может излучать немного другой цвет. Это означает, что для производства многофотонных состояний нельзя использовать несколько квантовых точек.
Технологические вызовы
Обычно исследователи используют одну квантовую точку и мультиплексируют излучение в разные пространственные и временные режимы с помощью быстрого электрооптического модулятора. Технологическая сложность заключается в том, что более быстрые электрооптические модуляторы дороги и часто требуют индивидуальной инженерии. Кроме того, они могут быть не очень эффективными, что приводит к нежелательным потерям в системе.
Решение
Международная исследовательская группа под руководством Викаса Ремеша из Группы фотоники на кафедре экспериментальной физики Университета Инсбрука и с участием исследователей из Университета Кембриджа, Университета Иоганна Кеплера в Линце и других учреждений продемонстрировала элегантное решение, которое обходит эти ограничения.
Их подход использует чисто оптическую технику, называемую стимулированным двухфотонным возбуждением, для генерации потоков фотонов в разных состояниях поляризации непосредственно из квантовой точки без использования каких-либо активных переключающих компонентов.
Результаты
Команда продемонстрировала свою технику, генерируя высококачественные двухфотонные состояния с отличными свойствами одиночных фотонов. Работа опубликована в npj Quantum Information.
Метод работы
Метод работает следующим образом: сначала квантовая точка возбуждается точно рассчитанными лазерными импульсами для создания состояния биэкситона, а затем следуют стимулирующие импульсы с контролем поляризации, которые детерминированно запускают излучение фотонов в желаемой поляризации.
Перспективы
Исследователи предполагают возможность расширения техники для генерации фотонов с произвольными линейными состояниями поляризации с использованием специально разработанных квантовых точек.
Заключение
Это исследование представляет собой совместную работу экспертов в области квантовой оптики, физики полупроводников и фотоники.