Физики научились очень точно делать оптические микрорезонаторы

Для того чтобы свет оказался в микрорезонаторе, нужно его туда «завести». Изображение: пресс-служба ИТМО

Профессор Астонского университета и инженер-исследователь из Университета ИТМО разработали недорогую и практичную технологию изготовления оптических микрорезонаторов с рекордно высокой на сегодняшний день точностью. Микрорезонаторы станут основой для создания квантовых компьютеров.

Оптический микрорезонатор — это ловушка для света в виде крохотного утолщения оптоволокна. Для того, чтобы кодировать информацию, нужно изменять скорость сигналов, а поскольку свет нельзя сделать быстрее, нужно делать его медленнее. Так как фотоны нельзя остановить, нужно задержать их поток, для этого и используют цепочки оптических микрорезонаторов.

Замедление сигнала происходит благодаря эффекту шепчущей галереи: попадая в резонатор, световая волна отражается от стенок и закручивается. Благодаря округлой форме резонатора свет может довольно долго отражаться внутри него, и, таким образом, фотоны идут от одного резонатора к другому со значительно меньшей скоростью.

Траекторию света регулируют, изменяя форму и размер резонатора. Диаметр микрорезонатора меньше десятой доли миллиметра, и любой дефект на его поверхности внесет хаос в поток фотонов. «Когда свет долго крутится, он начинает интерферировать сам с собой, — рассказывает Михаил Сумецкий, один из соавторов. — Если при изготовлении резонаторов допущена погрешность, начинается неразбериха. Отсюда вытекают главное требование к ним — минимальное отклонение в размерах».

Микрорезонаторы, которые сделали ученые из России и Великобритании, изготовлены настолько точно, что разница их размеров не превышает 0,17 ангстрема. Это примерно втрое меньше диаметра атома водорода и в 100 раз меньше ошибки, которая допускается при изготовлении подобных устройств.

Для изготовления резонаторов Михаил Сумецкий разработал метод SNAP. По этой технологии лазер облучает волокно, от воздействия лазера оно немного «распухает», и получается микрорезонатор.

Исследователи планируют продолжать совершенствовать технологию SNAP и расширять диапазон ее применения: от создания сверхчувствительных измерительных приборов до квантовых компьютеров.

Исследование опубликовано в журнале Optics Letters.
Теги:

Читать еще на Чердаке: