Исследователи обычно собирают сотни холодных атомов в отдельные ловушки с помощью массивов точно сфокусированных лазерных лучей, известных как оптические пинцеты. Благодаря дополнительному устройству, называемому пространственным модулятором света на жидких кристаллах на кремнии (LCOS-SLM), все атомы можно перемещать вперёд и назад менее чем за миллисекунду.
К сожалению, LCOS-SLM работают только на инфракрасных и видимых длинах волн. Приложения, использующие преимущества более коротких длин волн и более высоких энергий ультрафиолетового (УФ) света, недоступны, поскольку УФ-излучение повреждает органические молекулы жидких кристаллов.
Теперь Йоханнес Зейхер из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана и его коллеги продемонстрировали SLM, работающий в УФ-диапазоне [1].
Принцип работы нового УФ-модулятора
Подобно LCOS-SLM, новый УФ-модулятор изменяет фазу падающего излучения и создаёт участки высокой и низкой интенсивности посредством интерференции. В отличие от LCOS-SLM, который работает путём преломления, УФ-модулятор работает путём отражения.
Основным компонентом является массив из 256 × 256 алюминиевых зеркал шириной 16 мкм. Высота каждого зеркала контролируется электрически активируемым поршнем. Когда на массив падает равномерный УФ-лазерный свет, зеркала придают отражённому свету сложный и регулируемый рисунок.
Применение
Институт Фраунгофера по фотонным микросистемам в Германии уже разработал модулятор для различных приложений. Чтобы доказать, что он может работать с оптическими пинцетами, Зейхер и его коллеги должны были скорректировать аберрации, вносимые зеркалами, показать, что поршни не вносят чрезмерного шума, и продемонстрировать, что отдельный луч от каждого зеркала имеет желаемый плоский профиль.
Теперь, когда исследователи протестировали устройство, они планируют использовать его в экспериментах, имеющих отношение к квантовым вычислениям с нейтральными атомами, и к квантовому моделированию больших двумерных квантовых магнитов.
Чарльз Дэй
Чарльз Дэй — старший редактор журнала Physics Magazine.
[1] — ссылка на источник.