New-Tech Magazine | Dec 2016 | Digital Edition

ELECTRO OPTICS & CAMERA מוסף מיוחד

כיצד לחקור מיקרו-וננו-מבנים בעזרת לייזרים Tunable lasers מתכווננים

Dr. Thomas Renner, TOPTICA

יוצרות שינויים ספקטראליים גדולים של תהודות המהוד. לכן, לייזר מתכוונן חופשי הוא כלי )Mode Hop Free( מקפיצות רחבות ערכי ביותר כדי למצוא ולחקור את תדרי או כדי לסקור microcavities התהודה של ה- יותר מתחום ספקטראלי חופשי יחיד של המהוד. בנוסף, ללייזר צריך שיהיה הרעש הנמוך ביותר בהספק ובתדר כדי לא לעורר אקראית תנודות מכניות בלתי-רצויות. microcavities התלותשלתדריהתהודהשלה- בממד ובפרמטרים סביבתיים אחרים ניתנת לניצול עבור יישום מבטיח: גילוי ללא תווית של פרודות ביולוגיות יחידות בתמיסה. דבר זה מתאפשר תוך שימוש במהוד אופטי מיקרו-טבעתי בשילוב עם לייזר מתכוונן בהרחבה חופשי מקפיצות נרחבות דוגמת ) Su ,2014(- . ב TOPTICA של DLC CTL ה- מתואר כיצד לייזר זה מיוצב בתדר למהוד אופטי מיקרו-טבעתי וכיצד נצפים שינויים של תדר המהוד האופטי הנגרמים בשל פרודות כרוכות למהוד. בדרך זו, חלקיקים ננו-מטרים 100- ננו-מטרים ו 2 ברדיוס בין מתגלים ומובחנים. התוצאות מורחבות הלאה לקראת יצירת בדיקה בביופסיה של גידול לא פולשני,

בעצמים מאקרוסקופיים בשל חוסר הקוהרנטיותהסביבתיתאלאאםמשתמשים בגיאומטריות דגימה וקירור מיוחדים. , לדוגמה, היא microcavities שימוש ב- אפשרות אחת לצפות בהשפעות קוונטיות במבנים גדולים יחסית, מדורגים במיקרו- מזכוכית microcavities מציג 1 מטר. איור 30- מבודדת, בצורת סופגנייה בקוטר של כ מיקרונים. אור, המתחבר למהוד דרך שדה חולף, מנתר מחוץ לחומות הסופגנייה על-ידי החזרה פנימית מלאה ולכן מעביר כוח קטן על המבנה באמצעות לחץ קרינה. בדרך זו, האור הצמוד יכול להשפיע על התנהגות הרטט של המבנה ולהפך. דבר לעצמים microcavities זה הופך את ה- מרגשים עבור מחקר קוונטי. לדוגמה, Verhagen , Deleglise , Weis , Schliesser ב- &, אובחן צימוד פרמטרי Kippenberg , 2012 Wilson כזה בין אור ותנודות מכניות. ב-, , חיישן Sudhir , Piro & Ghadimi , 2015 מבוסס על צימוד אופטו-מכני שימש לקירור כעין זו. microcavities משוב אקטיבי של בשל הממדים הקטנים שלהן, התחום microcavities הספקטראלי החופשי של הוא גדול יחסית, וסטיות קטנות בגודל

תמצית מיקרו- וננו-מבנים הופכים ליותר ויותר חשובים עבור מחקר בסיסי וטכנולוגייה קוונטית שימושית. דוגמאות בולטות של ונקודות microcavities מבנים כאלה הם קוונטיות. יישומים חשובים הם מקורות פוטונים יחידים או מסובכים, סיביות ) עבור מחשבים קוונטים qubits נתונים ( וחיישנים שונים. המבנים גם מאפשרים חקירות בגבול קוונטי כגון תנודות קוונטיות , אלקטרו-דינמיקה microcavities ב- quantum electrodynamics קוונטיות ( ) עם נקודות קוונטיות או אף לימודי QED עם נקודות קוונטיות יחידות cavity QED במהוד. יישומים רבים דורשים עירור אופטי מתכוונים מתאימים. CW תהודתי עם לייזרי .microcavities על-ידי שאיבה אופטית של באורך-הגל הנכון, אפשר אפילו ליצור מסרקי תדר מיקרוסקופיים קוהרנטיים ופולסים אופטיים קצרים - יישום מאוד מבטיח האמור לגרום להשפעה משמעותית בטכנולוגיה פוטונית. Microcavities לרוב לא ניתן לצפות בתכונות קוונטיות

New-Tech Magazine l 78