Физиците създават фотонен времеви кристал, който усилва светлината

Екип от изследователи проектира двуизмерен фотонен времеви кристал, който според тях може да има приложения в технологии като предаватели и лазери.

Въпреки името си, фотонните времеви кристали имат малко общо с времевите кристали, фаза на материята, предложена за първи път през 2012 г. Забелязано е няколко години по-късно. Основният общ знаменател е, че и двата кристала имат структурни модели във времето, но времевите кристали са квантови материали – атоми, суспендирани в квантови състояния – докато фотонните времеви кристали са синтетични материали, които не съществуват в природата.з заблуда Не е задължително да е суспендиран в квантови състояния.

Изследователите са имали затруднения при изграждането и манипулирането на фотонни времеви кристали в 3D, така че последният екип опита нещо различно: намаляване на размера на материала до само 0,08 инча (2 м).милиметри) дебелина. те Кристалът усилва светлината на микровълнова честота. гЕлектронно изживяване Резултати публикувани Днес в Science Advances.

„Чрез модифициране или промяна на електромагнитното свойство на метаповърхността с течение на времето, успяхме да създадем двуизмерен фотонен времеви кристал“, каза Xuchen Wang, физик от Технологичния институт в Карлсруе и водещ автор на изследването, в имейл до Gizmodo. „Намаляването на фотонните времеви кристали от 3D на 2D може да ги направи по-тънки, по-леки и по-лесни за производство, подобно на това как метаповърхностите се подобряват върху метаматериалите.“

Фотонните кристали са оптични структури, чиято способност да пречупват светлината се променя периодично (т.е. с течение на времето). В лабораторни условия, електромагнитни свойства на метаматериали Може да бъде фино настроен, за да създаде фотонни кристали, които са необичайно добри в усилването на светлинните вълни.

Фотоните в такива кристали имат повтарящ се модел, който ги поддържа кохерентни, подобни на това какви са Пулсиращите лазерни модели помагат с квантовите битове поддържайки ги заеднои удължаване на квантовите състояния.

„във [photonic time crystals], не се пести енергия; Следователно състоянията, намиращи се в пропастта на импулса, могат да имат експоненциално увеличени амплитуди“, каза през февруари Мордехай Сегев, физик от Израелския технологичен институт Технион, който не е свързан с новата статия. Интервю с Nature Photonics. „Това има огромно влияние върху физиката.“

Реалните приложения за откриване включват повечето от устройствата, на които разчитате фотоника. Например, безжичните сигнали могат да бъдат подобрени чрез покриване на устройства с двуизмерни фотонни времеви кристали, което прави силата на сигнала по-здрава.

Въпреки че кристалът е направен от чайМ само надува микрофонЛеко ощипване на дизайна може да позволи на кристала да работи на честоти на милиметрови вълни, като тези, използвани в 5G комуникациите, каза Уанг пред Gizmodo.

Времето ще покаже колко мащабируема е технологията и колко добре се представя извън лабораторията.

Още: Физиците накараха квантов компютър да работи, като го взривиха с помощта на последователността на Фибоначи