78 / 124
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
כיצד לחקור מיקרו-וננו-מבנים בעזרת לייזרים
Tunable lasers
מתכווננים
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
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,
ELECTRO OPTICS & CAMERA
מוסף מיוחד
New-Tech Magazine l 78