Сегодня научных терминов будет немного больше, чем обычно, ведь сегодня речь пойдет о таком научном инструменте, как квантовый источник фотонов. Первое определение, с которым должен быть знаком каждый уважающий себя оптик, что же такое фотон? По правде говоря, этих определений великое множество, но мы хотим предложить наиболее простое и понятное для Вас. Фотон – это частица света, определенная как квант электромагнитной (или световой) энергии. Фотоны всегда находятся в движении. В вакууме (абсолютно пустом пространстве) имеют постоянную скорость света для всех наблюдателей. Фотоны движутся со скоростью света в вакууме (чаще называемой просто скоростью света) c ≈ 300.000 км/с.
Интересные факты о фотонах:
· фотоны ведут себя как частица и волна одновременно;
· фотоны имеют нулевую массу;
· фотоны переносят энергию и импульс;
· фотоны могут поглощаться и излучаться;
· фотоны взаимодействуют с другими частицами. Например, они могут выбивать электроны из атома, сообщая им необходимую для выхода энергию при столкновении.
С понятием фотон мы разобрались, теперь усложним задачу и начнем разбираться с тем, как устроен квантовый источник фотонов. Делать это будем на примере квантового источника фотонов TPS_1550_TYPE_II, производства компании Aurea, которая является нашим партнером.
В основе этого источника лежит метод на основе явления спонтанного параметрического рассеяния для генерации ортогонально-поляризованной пары. Существование данного метода было предсказано в далеком 1966 году профессором МГУ Д.Н. Клышко, а год спустя сотрудники кафедры волновых процессов В.В.Фадеев и О.Н.Чунаев обнаружили его экспериментально.
Эффект, или явление спонтанного параметрического рассеяния света заключается в спонтанном распаде фотонов когерентного лазерного излучения на пары фотонов в среде с отличной от нуля квадратичной восприимчивостью. На кристалл (например, ниобат лития – PPLN во многих отечественных и зарубежных источниках, иодат лития, дигидрофосфат калия и многие другие кристаллы без центра симметрии) падает волна монохроматического излучения. Тогда с вероятностью, определяемой коэффициентом параметрического преобразования Fsi на выходе из кристалла в двух модах поля, сигнальной (индекс s) и холостой (индекс i) появляется пара фотонов, частоты и волновые вектора которых связаны законом сохранения энергии: равенство суммы частот родившихся фотонов, и импульса, когда выполняется условие фазового синхронизма. А именно, векторная сумма волновых векторов равна приблизительно нулю. Наличие некоторой свободы последнего требования определяется конечностью объема взаимодействия поля с кристаллом. Схематический рисунок процесса представлен ниже.
Особенности источника фотонов компании Aurea достаточно интересны для конечного пользователя по многим причинам, перечислим некоторые из них:
· Генерация фотонных пар на длине волны 1550 нм
· Высокая яркость – более 250 000 пар/сек
· Ширина полосы излучения – менее 2 нм
· Внутренняя лазерная накачка
· Регулируемая мощность накачки – до 5 мВт
· Волноводный кристалл типа PPLN
· Работа при комнатной температуре
· Встроенная библиотека DDL
· Возможность дистанционного управления
После прочтения столь внушительных научный фактов, многие спросят, а где же можно использовать такой источник? Как оказалось такое диковинное устройство находит достаточно широкое применение в таких областях как атомная интерферометрия, квантовая томография, квантовое распределение ключей, сфера телекоммуникаций.
Если у Вас остались вопросы, или появилось острое желание ознакомиться с этим замечательным прибором поближе, смело пишите нашим специалистам: https://in-science.ru/online---zayavka
Источники:
· Газета "Советский физик", МГУ, автор профессор А. Н. Пенин
· Эйнштейновский сборник 1977. Сост. У.И.Франкфурт (М.: «Наука», 1980, c. 41)
· AUREA Technology – TPS_1550_TYPE_II Quantum photon source // URL: http://www.aureatechnology.com/images/produits/AUREA_Technology_TPS_1550_V2.1_Jan2020.pdf