Крошечный чип, управляющий несколькими лазерными лучами

17.04.2023

Инженеры из Национального института стандартов и технологий США разработали устройства в масштабе чипа для одновременного управления цветом, фокусом, направлением движения и поляризацией нескольких лучей лазерного света. Разработка подойдет для сотворения портативных датчиков и квантовых устройств.

Традиционные оптические системы, позволяющие управлять даже одним лазерным лучом, представляют масштабную конструкцию размером с обеденный стол. На нем размещается множество линз, поляризаторов, зеркал и других устройств. Для создания портативных датчиков и квантовых компьютеров потребуются миниатюрные чипы.

Исследователи объединили две технологии на уровне микросхем: интегральные фотонные схемы, использующие крошечные прозрачные каналы и другие микрокомпоненты для света; и источник нетрадиционной оптики, известный как оптическая метаповерхность. Такие поверхности состоят из стеклянных пластин с миллионами крошечных структур высотой всего в несколько сотен миллиардных долей метра, которые манипулируют свойствами света без необходимости в громоздкой оптике.

Система для формирования нескольких лазерных лучей (синие стрелки) и управление их поляризацией состоит из трех компонентов: эванесцентного ответвителя (EVC), направляющего свет от одного устройства к другому; метарешетки (MG), рассеивающей свет; и метаповерхность (MS), небольшая стеклянная поверхность, усеянная миллионами столбов, действующих как линзы.

В серии экспериментов исследователи продемонстрировали, что один фотонный чип выполнял работу 36 оптических компонентов, одновременно контролируя направление, фокус и поляризацию (плоскость, в которой световая волна колеблется при движении) 12 лазерных лучей, разделенных на четыре разных цвета. Также они показали, что крошечный чип может направлять два луча разных цветов, чтобы те шли параллельно. Это необходимо для создания атомных часов.

Исследователи отмечают, что продолжают работать над полноценной оптической системой на базе чипа. Пока лазерный свет еще недостаточно мощный, чтобы охладить атомы до сверхнизких температур, необходимых для миниатюрных усовершенствованных атомных часов.

<< Назад: Лекарство от похмелья 17.04.2023

>> Вперед: Замена подопытных животных на органеллы 16.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Чтобы симпатизировать людям, нужно тренировать мозг 30.09.2016 Восприятие нами других людей может меняться, и для этого вовсе не обязательно долго общаться с человеком, стараясь узнать его поближе - достаточно немного поупражнять мозг в нейробиологической лаборатори. Мицуо Кавато (Mitsuo Kawato) и его коллеги из Международного института перспективных телекоммуникационных исследований в Киото и Брауновского университета анализировали активность поясной коры мозга у людей, которым показывали чужие фотопортреты. Участники эксперимента должны были оценить, насколько им нравится или не нравится лицо на фото, а специальный алгоритм искал в мозговой активности характерные признаки, соответствующие именно такой оценке. Поясная кора, среди прочего, связана с эмпатией, эмоциями, мотивациями и социальными отношениями. Затем наступал второй этап, когда человеку показывали чье-то фото, которое ранее показалось ему нейтральным, и следом на экране монитора появлялся диск. Этот диск нужно было усилием воли увеличить. Никакого конкретного способа не было, однако нейробиологи следили за активностью мозга того, кто боролся с диском, и сами увеличивали фигуру на экране, если мозг вдруг давал нужный ответ. Иными словами, участники эксперимента вслепую искали правильное решение, однако "нейтральное лицо", которое им показывали, должно было натолкнуть их мысли в нужном направлении. В некоторых случаях исследователи увеличивали диск, когда мозг испытуемого давал сигнал симпатии, как если бы человек видел перед собой не диск, а лицо, которое ему нравится. В других случаях то же самое делали в ответ на сигнал антипатии, наконец, были и такие, которых просто просили смотреть на диск, ничего с ним не делая. Такие тренировки длились по часу в день в течение трех дней и, в конце концов, принесли результат: тем, кто "увеличивал" диск чувствами симпатии, начинала нравиться внешность людей, к которым до сих пор они были равнодушны. С антипатией была та же картина, только в другую сторону: изначально нейтральные физиономии становились слегка неприятными. Эффект был небольшим (то есть глубокой симпатии и глубокого отвращения ни у кого ни к кому не возникло), но вполне достоверным и, кстати говоря, достаточно длительным: изменения в эмоциональном восприятии держались по меньшей мере три месяца.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026