Nanometrelik metayüzey kuantum çipleri için foton üretimini artırıyor

Columbia Mühendislik ekibi, nanometre kalınlığında meta yüzeyle doğrusal olmayan optik etkileri 150 kata kadar artırarak kuantum donanımının küçülmesinde yeni bir yol açtı.

Columbia Mühendislik araştırmacıları, kuantum donanımında minyatürleşme yönünde önemli bir gelişme kaydetti. Ekip, yalnızca 160 nanometre kalınlığında ultra ince bir meta yüzey cihazı tasarlayarak, doğrusal olmayan optik etkileri geleneksel yöntemlerin ötesine taşıdı.NANOMETRE ÖLÇEĞİNDE YENİ DESENLERAraştırma ekibi, doğada bulunmayan optik davranışları ortaya çıkarmak için atom kalınlığında geçiş metali dikalkojenür kristalleri üzerinde nanometre ölçeğinde tekrar eden çizgiler oluşturdu. Muhabir yazar Chiara Trovatello, bu tasarım sayesinde doğrusal olmayan yapının güçlendirilirken cihazın dalga boyunun çok altında incelikte tutulduğunu belirtti.FOTON ÜRETİMİNDE YÜKSEK VERİMDaha önceki çalışmalarda periyodik kutuplama yöntemleriyle mikrometre ölçeğinde dolaşık foton çiftleri üreten grup, bu kez desenli meta yüzeyle ikinci harmonik üretimini yaklaşık 150 kat artırdı. İki fotonun birleşip frekansı iki katına çıkan bir foton oluşturduğu bu süreç, optik kuantum kaynaklarının minyatürleştirilmesi için temel bir adım oldu.ÜRETİMDE KOLAYLIK VE YENİLİKDoktora öğrencisi Zhi Hao Peng’in geliştirdiği yöntem, geleneksel doğrusal optik optimizasyon tekniklerinden daha fazla doğrusal olmayan etki sağlarken üretim karmaşıklığını da azaltıyor. Kıdemli araştırmacı Jim Schuck, standart temiz oda araçlarıyla üretilebilen bu cihazın, kırılgan kristal malzemelerin şekillendirilmesindeki zorlukları ortadan kaldırdığını vurguladı.TEORİK YAKLAŞIM VE ENTEGRASYONMichele Cortufo ve Andrea Alu, farklı genişlikte çizgi desenlerinin malzemenin ince katmanında güçlü optik yanıtlar oluşturduğunu ve telekom dalga boylarında çalışabilen bu cihazların kompakt, entegre edilebilir platformlar sağlayabileceğini ifade etti. Schuck laboratuvarı, cihazın tamamen çip üzerinde kuantum fotoniğine entegrasyonunu hedefliyor.