Ultimate magazine theme for WordPress.

مربع کردن دایره – شکستن تقارن کره برای کنترل قطبش نور

0

مربع کردن دایره – شکستن تقارن کره برای کنترل قطبش نور

 

مربع کردن دایره - شکستن تقارن کره برای کنترل قطبش نور
(a / c) CPL چپ و راست دست با اختلاف فاز بین دو دو قطبی الکتریکی عمود برانگیخته می شوند ، که در اثر برخورد پرتو الکترون تحریک می شوند. (b / d) CPL چپ و راست به دلیل تداخل بین دو قطبی الکتریکی و دو قطبی مغناطیسی در زوایای مختلف ساطع می شود. اعتبار: ACS Nano

مربع کردن دایره – شکستن تقارن کره برای کنترل قطبش نور دانشمندان انستیتوی فناوری توکیو و انستیتوی علوم فوتونیکی روشی را برای تولید نور قطبی مدور از ساختار متقارن نهایی ایجاد کرده اند: کره. رویکرد آنها شامل شکستن تقارن ذاتی کره توسط تحریک پرتو الکترون است ، که امکان کنترل دقیق فاز و قطبش نور ساطع شده را فراهم می کند. این روش می تواند برای رمزگذاری اطلاعات در جهت فاز و قطبش نور قطبی مدور ، فناوری های رمزگذاری و ارتباطات کوانتومی جدید را امکان پذیر کند.

دانشکده ها : امواج نور دارای خاصیتی به نام قطب بندی هستند که پتانسیل فوق العاده ای در فن آوری های ارتباطی و اطلاعاتی دارد. این ویژگی مربوط به جهت نوسانات عمود بر جهت انتشار موج است. انواع ساده قطبش ثابت است – به عنوان مثال ، قطبش عمودی یا افقی. با این وجود ، قطبی دایره ای نیز وجود دارد که در آن با گسترش موج جهت نوسان بطور مداوم می چرخد.

قطبی شده به صورت حلقه ای نور (CPL) ماده اصلی تولید نسل بعدی است فناوری هایی مانند ارتباط و رمزگذاری کوانتومی. CPL بسته به جهتی که نوسانات انجام می شود ، می تواند قطبش راست دست یا چپ دست داشته باشد. از این ویژگی “باینری” قطبش دایره ای می توان برای رمزگذاری اطلاعات در نور به روشی محکم استفاده کرد. به عبارت دیگر ، بعید است که یک گیرنده CPL راست دست را با CPL چپ دستی اشتباه کند. بنابراین ، تولید ساطع کننده هایی که قادر به تولید CPL هستند ، یک زمینه فعال تحقیقاتی است.

یک روش نوظهور برای تولید CPL استفاده از ساختارهای ویروسی دو بعدی است. کلمه “آچیرال” شبیه “متقارن” است ، به این معنی که تصویر آینه ای از ساختار آچیرال از شی اصلی قابل تشخیص نیست. اما چگونه یک شی متقارن با دو حالت مختلف قطبش دایره ای نور را ساطع می کند؟ ؟ پاسخ “شکست تقارن خارجی” است ، که به موجب آن تحریکات موضعی کنترل شده یا طرح های آشکارسازی طراحی شده خاص باعث می شود که ساختارهای aciral با جهت گیری مطلوب CPL تولید کنند. در مطالعه اخیر منتشر شده در ACS Nano ، دانشمندان توکیو تک ، ژاپن و ICFO ، اسپانیا ، راهی برای تولید CPL از ساختار متقارن نهایی – کره پیدا کرده اند.

نانو ذرات کروی به عنوان آنتن های چند جهته کار می کنند و به دلیل آیریرال بودن ، برای تولید CPL به شکست تقارن خارجی نیاز دارند. تیم دانشمندان با رویکرد جدید خود ، یک نانو ذره کروی را با پرتوهای الکترون تابانده و باعث ایجاد پدیده ای به نام “کاتدولومینسانس” می شوند. این فرایند ، که اساس نمایشگرهای تلویزیونی قرن بیستم است ، شامل الکترون های با انرژی زیاد است که به مواد نفوذ می کند و چندین الکترون محلی هیجان انگیز را به حالت های انرژی بالاتر می رساند ، و سپس این انرژی اضافی را به عنوان فوتون منتشر می کند. دانشیار Takumi Sannomiya ، که هدایت این مطالعه را برعهده داشت ، اظهار داشت: “استفاده از پرتوهای الکترونی روشی همه کاره در حالت های نوری دقیق هیجان انگیز است و مزایای بالقوه ای را برای تولید CPL بر اساس تقاضا ایجاد می کند.”

با این حال ، هنگام استفاده از کره ، یک طرح تحریک به درستی طراحی شده برای دستیابی به شکست تقارن مورد نظر لازم است. دانشمندان نه یک ، بلکه دو روش مختلف برای تولید CPL چپ و راست دست از یک کره ارائه دادند. راه اول شامل دستکاری اختلاف فاز بین دو قطبی الکتریکی است که توسط یک پرتو الکترون در کره القا می شود. راه دیگر استفاده از تداخل تولید شده بین دو قطبی مغناطیسی و الکتریکی است.

برای تجسم تجربی CPL تولید شده توسط نانو ذرات کروی ، دانشمندان یک تکنیک قطب سنجی به نام STEM-CL چهار بعدی ، کوتاه شده برای “اسکن میکروسکوپ الکترونی – کاتدولومینسانس انتقال” را توسعه دادند. قابل ذکر است ، نتایج تجربی تقریباً کاملاً مطابق با پیش بینی های دقیق بود تحلیل های نظری. Sanomomiya با هیجان از نتایج ، نتیجه گیری می کند ، “رویکرد ما پتانسیل زیادی برای توسعه منابع قابل تنظیم CPL دارد ، به موجب آن فاز و درجه قطبش نور ساطع شده را می توان به راحتی از طریق موقعیت قرارگیری پرتو الکترون کنترل کرد.” تطبیق پذیری این روش جدید می تواند برای رمزگذاری اطلاعات مربوط به مرحله و قطب بندی فوتون ها ، امکان برقراری ارتباطات جدید و روش های رمزگذاری را فراهم می کند.


نانوگرافی بر روی تراشه spin-Hall برای تشخیص همزمان تکین های فاز و قطبش

اطلاعات بیشتر: Taeko Matsukata و همکاران ، انتشار نوری Chiral از کره ای که توسط نقشه برداری فاز نسبی مقیاس آشکار شده است ، ACS Nano (۲۰۲۰). DOI: 10.1021 / acsnano.0c05624
تهیه شده توسط موسسه فناوری توکیو
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.