Атомна спектроскопія на базі мікрочіпа

09.06.2007

Венге Янг (Wenge Yang) і Холджер Шмідт (Holger Schmidt) з університету Каліфорнії в Санта-круз (University of California, Santa Cruz), а також їх колеги з університету Брігема Янга (BUY) вперше виконали атомну спектроскопію речовини за допомогою крихітного чіпа з інтегрованою оптичною системою.

Дослідники впровадили в кремнієвий чіп осередки з парами рубідія і зробили їх частиною оптичної системи, що складається з хвилеводів з порожньою серцевиною. Плоский хвилевід, дуже невеликої товщини, був виконаний шляхом нанесення на чіп шарів з діоксиду кремнію і нітріда кремнію.

Світло, що пройшло через цю систему, несло в собі інформацію про рубідій. Автори пристрою говорять, що замість цієї речовини в хвилеводі міг міститися і інший газ.

Дана оптична система базується на принципі "антирезонансного оптичного хвилеводу" (antiresonant reflecting optical waveguide - ARROW). Вчені підкреслюють, що принцип ARROW дозволяє створювати найрізніші пристрої.

Якщо в чіпі буде рубідій, як в дослідному зразку, така система дозволить створити мініатюрний чіп стабілізації частоти лазерів (його автори нового пристрою будують в даний час).

Аналогічний чіп може виступати як мініатюрний датчик забруднення повітря, і на цій же основі можна буде створити невеликий осередок для квантового компютера (даний пункт стоїть в плані групи).

На цій же базі можна створювати незвичайно портативні системи "зберігання точного часу", експериментальні установки для уповільнення світла і взагалі - найрізніші пристрої на перетині оптики і електроніки, що вимагають наявність осередків рубідія.
Адже осередки, виконані на даному чіпі, - в 80 мільйонів разів менше звичайних.

Тут не можна не пригадати про першу гібридну квантову систему, в якій спільно працюють обєкти, що підкоряються і квантовим, і класичним законам, а також промені світла з негативною швидкістю.

Докладніше ж про нову технологію можна дізнатися в прес-релізі університету і статті авторів пристрою в журналі Nature Photonics.

По матеріалах Scientific American