양자광으로 조명된 광학 기반

[아름이]

양자광으로 조명된 광학 기반
날짜:
2022년 10월 7일
원천:
탐페레 대학교
요약:
잘 정립된 것으로 간주됨에도 불구하고, 광파의 물리학은 여전히 ​​논쟁 중인 몇 가지 근본적인 측면을 가지고 있습니다. 이러한 효과 중 하나인 집중된 라이트 필드의 비정상적인 동작은 이제 새로운 빛인 양자 빛에서 조사되었습니다. 연구원들은 잘 정의된 광자 수를 가진 양자 광이 표준 초점 레이저 빔과 다르게 행동한다는 것을 보여주었습니다. 이 발견은 현상에 대한 이해를 심화하고 초고감도 거리 측정을 가능하게 합니다.

빛에 대한 연구인 광학은 물리학에서 가장 오래된 분야 중 하나이며 연구자들을 놀라게 한 적이 없습니다. 파동 현상으로 빛에 대한 고전적인 설명은 거의 의문의 여지가 없지만 일부 광학 효과의 물리적 기원은 그렇습니다. Tampere University의 연구원 팀은 하나의 기본파 효과에 대한 토론, 즉 집중된 광파의 비정상적인 동작에 대한 토론을 양자 영역으로 가져왔습니다.

연구원들은 양자파가 고전파와 상당히 다르게 행동하고 거리 측정의 정밀도를 높이는 데 사용될 수 있음을 보여줄 수 있었습니다. 그들의 발견은 또한 비정상적인 초점 행동의 물리적 기원에 대한 논의를 추가합니다. 결과는 현재 Nature Photonics 저널에 발표되었습니다 .

"흥미롭게도, 우리는 초기 결과를 기반으로 한 아이디어로 시작하여 향상된 측정 정밀도를 위해 양자 광을 구조화하기 시작했습니다. 그러나 우리는 이 응용 프로그램의 기본 물리학이 Gouy 단계의 기원에 대한 오랜 논쟁에 기여한다는 것을 깨달았습니다. 집중된 빛 필드의 이상입니다."라고 Tampere University의 Experimental Quantum Optics 그룹의 그룹 리더인 Robert Fickler는 설명합니다.

양자파는 다르게 행동하지만 같은 원점을 가리킨다

지난 수십 년 동안 단일 광자 수준에서 라이트 필드를 구조화하는 방법이 크게 발전했으며 수많은 새로운 발견을 이끌어냈습니다. 또한 더 나은 광학 기반이 달성되었습니다. 그러나 초점을 통과할 때 빛이 예기치 않은 방식으로 행동하는 이유, 이른바 Gouy 위상 이상에 대한 물리적 기원은 여전히 ​​자주 논란이 되고 있습니다. 이것은 광학 시스템에서 널리 사용되고 중요함에도 불구하고. 현재 연구의 참신함은 이제 효과를 양자 영역에 적용하는 것입니다.

"우리의 실험 결과를 설명하기 위한 이론을 개발할 때, 우리는 (오랜 논쟁 끝에) 양자광의 Gouy 위상이 표준 위상과 다를 뿐만 아니라 그 기원이 다른 양자 효과와 연결될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 이 연구의 주저자인 박사 연구원인 Markus Hiekkamäki는 "이전 연구에서 추측된 것"이라고 덧붙였습니다.

양자 영역에서 변칙적 행동은 고전적 빛과 비교할 때 가속화됩니다. Gouy 위상 거동을 사용하여 광선이 전파된 거리를 결정할 수 있으므로 양자 Gouy 위상의 속도를 높이면 거리 측정의 정확도가 향상될 수 있습니다.

이 새로운 이해를 바탕으로 연구자들은 구조화된 광자의 보다 복잡한 빔을 측정할 수 있도록 측정 능력을 향상시키는 새로운 기술을 개발할 계획입니다. 팀은 이것이 관찰된 효과의 적용을 추진하는 데 도움이 될 것이며 잠재적으로 양자 및 고전적 라이트 필드 간의 더 많은 차이점을 밝혀낼 것으로 기대합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/