Η ομάδα αναπτύσσει τον πρώτο οπτικό παλμογράφο στον κόσμο

Μια ομάδα στο UCF ανέπτυξε τον πρώτο οπτικό παλμογράφο στον κόσμο, ένα όργανο ικανό να μετρήσει το ηλεκτρικό πεδίο φωτός. Η συσκευή μετατρέπει τις δονήσεις του φωτός σε ηλεκτρικά σήματα, όπως οι οθόνες του νοσοκομείου μετατρέπουν τον καρδιακό παλμό ενός ασθενούς σε ηλεκτρική ταλάντωση.

Μέχρι στιγμής, ανάγνωση ηλεκτρικής ενέργειας πεδίο του φωτός μια πρόκληση γιατί σε υψηλές ταχύτητες Οι οποίες ελαφρά κύματα κούνιες. Πιο προηγμένες τεχνολογίες, που τροφοδοτούν τις τηλεφωνικές μας επικοινωνίες και το Διαδίκτυο, μπορούν επί του παρόντος να καταγράφουν ηλεκτρικά πεδία σε συχνότητες έως και gigahertz — καλύπτοντας ραδιοσυχνότητες και περιοχές μικροκυμάτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τα κύματα φωτός ταλαντώνονται με πολύ υψηλότερους ρυθμούς, επιτρέποντας τη μετάδοση μεγαλύτερης πυκνότητας πληροφοριών. Ωστόσο, τα τρέχοντα εργαλεία για τη μέτρηση των φωτεινών πεδίων μπορούν να επιλύσουν μόνο το μέσο σήμα που σχετίζεται με έναν “παλμό” φωτός, όχι τις κορυφές και τις κοιλάδες εντός του παλμού. Η μέτρηση αυτών των κορυφών και κοιλάδων μέσα σε έναν μόνο παλμό είναι σημαντική επειδή σε αυτόν τον χώρο μπορούν να συσκευαστούν και να παραδοθούν οι πληροφορίες.

«Οι επικοινωνίες οπτικών ινών έχουν ωφεληθεί φως Για να κάνουμε τα πράγματα πιο γρήγορα, αλλά είμαστε ακόμα λειτουργικά περιορισμένοι από την ταχύτητα ταλάντωσης, λέει ο αναπληρωτής καθηγητής φυσικής Michael Cheney, ο οποίος εργάστηκε στην έρευνα στο UCF. «Ο οπτικός μας παλμογράφος μπορεί να είναι σε θέση να αυξήσει αυτή την ταχύτητα κατά περίπου 10.000».

Τα αποτελέσματα της ομάδας δημοσιεύτηκαν στο δελτίο αυτής της εβδομάδας Φωτονική της Φύσης περιοδικό.

Η ομάδα ανέπτυξε τη συσκευή και απέδειξε την ικανότητά της να μετράει σε πραγματικό χρόνο τα ηλεκτρικά πεδία μεμονωμένων παλμών λέιζερ στο εργαστήριο Chini στο UCF. Το επόμενο βήμα της ομάδας είναι να δει πόσο μακριά μπορούν να υπερβούν τα όρια ταχύτητας για αυτήν την τεχνολογία.

Ο κύριος συγγραφέας της εργασίας είναι ο μεταδιδακτορικός επιστήμονας του UCSD, Yang Yang Liu. Άλλοι συγγραφείς περιλαμβάνουν τον απόφοιτο Φυσικής Jonathan Nesper ’19’ 21MS, ο οποίος έχει πτυχίο στα Μαθηματικά και μεταπτυχιακό στη Φυσική. Shima Ghulam-Mirzai “18MS” 20 PhD; και John E. Bittar ’15’ 17MS’ 20PhD.

Ο Ghulam Mirzai είναι τώρα μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Attosund Joint Science Laboratory στο Εθνικό Συμβούλιο Ερευνών του Καναδά και στο Πανεπιστήμιο της Οτάβα και του Beitar και ολοκληρώνει μεταδιδακτορική μελέτη στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ.

Ο Chini είχε την ιδέα για ένα σχήμα μέτρησης κυματομορφής μίας βολής και επέβλεψε την ερευνητική ομάδα. Ο Liu ηγήθηκε της πειραματικής προσπάθειας και πραγματοποίησε τις περισσότερες μετρήσεις και προσομοιώσεις. Το Beetar βοήθησε στις μετρήσεις της εξάρτησης από τη φάση του φέροντος κελύφους. Ο Nesper και ο Ghulam Mirzai βοήθησαν στη δημιουργία της πειραματικής εγκατάστασης και στη συλλογή δεδομένων. Όλοι οι συγγραφείς συνέβαλαν στην ανάλυση των δεδομένων και έγραψαν ένα άρθρο στο περιοδικό.