Команда ученых разрабатывает первый в мире оптический осциллограф

Прочитано: 821 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Команда из UCF разработала первый в мире оптический осциллограф, прибор, способный измерять электрическое поле света. Устройство преобразует световые колебания в электрические сигналы, так же как больничные мониторы преобразуют сердцебиение пациента в электрические колебания.

До сих пор считывание электрического поля света было проблемой из-за высоких скоростей, с которыми световые волныколеблется. Самые продвинутые технологии, которые используются в наших телефонах и интернет-коммуникациях, в настоящее время могут измерять электрические поля на частотах до гигагерц, охватывая радиочастотную и микроволновую области электромагнитного спектра. Световые волны колеблются с гораздо большей скоростью, что позволяет передавать более плотную информацию. Однако современные инструменты для измерения световых полей могут разрешать только средний сигнал, связанный с «импульсом» света, а не пики и спады внутри импульса. Измерение этих пиков и спадов в пределах одного импульса важно, потому что именно в этом пространстве информация может быть упакована и доставлена.

«Волоконно-оптическая связь использует преимущества света для ускорения работы, но мы все еще функционально ограничены скоростью осциллографа», — говорит доцент физики Майкл Чини, работавший над исследованиями в UCF. «Наш оптический осциллограф может увеличить эту скорость примерно в 10 000 раз».

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics на этой неделе .

Команда разработала устройство и продемонстрировала его способность в реальном времени измерять электрические поля отдельных лазерных импульсов в лаборатории Чини в UCF. Следующий шаг для команды — посмотреть, насколько далеко они смогут раздвинуть ограничения скорости этой техники.

Ведущий автор статьи — докторант UCF Янъян Лю. Среди других авторов — выпускники физики Джонатан Неспер ’19 ’21MS, получившие степень бакалавра математики и магистра физики; Шима Голам-Мирзаи ’18MS’ 20PhD; и Джон Э. Битар ’15 ’17MS’ 20PhD.

Голам-Мирзаи сейчас работает докторантом в Объединенной лаборатории аттосекундной науки при Национальном исследовательском совете Канады и Университете Оттавы, а Битар завершает работу над постдоком в Калифорнийском университете в Беркли.

У Чини была идея схемы однократного измерения формы сигнала, и он руководил исследовательской группой. Лю руководил экспериментальной работой и выполнил большую часть измерений и моделирования. Битар помог с измерениями фазовой зависимости несущей от огибающей. Неспер и Голам-Мирзаи оказали помощь в создании экспериментальной установки и сборе данных. Все авторы внесли свой вклад в анализ данных и написали статью в журнале.

Команда ученых разрабатывает первый в мире оптический осциллограф



Новости партнеров