새로운 광학 장치를 사용하여 엔지니어는 빛의 색상을 미세 조정할 수 있습니다

플라톤에 의해 재발행

팔로워 : 0

홈 > PR 기사 > 엔지니어는 새로운 광학 장치로 빛의 색상을 미세 조정할 수 있습니다.

Shanhui Fan (이미지 출처 : Rod Searcey)

요약 :
모든 초등학교 과학 학생이 배우는 첫 번째 수업 중 백색광은 전혀 흰색이 아니라 무지개의 모든 색상 (빨간색, 주황색, 노란색)에서 빛을 구성하는 작은 에너지 방울 인 많은 광자의 합성물이라는 것입니다. , 녹색, 파란색, 남색, 보라색.

새로운 광학 장치로 엔지니어는 빛의 색상을 미세 조정할 수 있습니다.

캘리포니아 주 스탠포드 | 게시일 : 23 년 2021 월 XNUMX 일

이제 스탠포드 대학의 연구원들은 엔지니어가 빛의 흐름에서 각 개별 광자의 주파수를 원하는 색상의 거의 모든 혼합으로 변경하고 미세 조정할 수있는 광학 장치를 개발했습니다. 23 월 XNUMX 일 Nature Communication에 발표 된 결과는 디지털 통신 및 인공 지능에서 최첨단 양자 컴퓨팅에 이르기까지 다양한 분야를 변환 할 수있는 새로운 포토 닉 아키텍처입니다.

스탠포드의 전기 공학 교수이자이 논문의 선임 저자 인 Shanhui Fan은“이 강력한 새 도구는 이전에는 불가능했던 엔지니어의 손에 어느 정도의 제어를 제공합니다.

클로버 리프 효과

이 구조는 바쁜 도로에서 많은 자동차처럼 지나가는 광자의 흐름을 전달하는 빛을위한 저손실 와이어로 구성됩니다. 그런 다음 광자는 고속도로 클로버 잎의 경사로와 같은 일련의 고리로 들어갑니다. 각 링에는 통과하는 광자의 주파수를 변환하는 변조기가 있습니다. 이는 우리 눈이 색으로 보는 주파수입니다. 필요한만큼 링이있을 수 있으며 엔지니어는 원하는 주파수 변환을 다이얼링하기 위해 변조기를 미세하게 제어 할 수 있습니다.

연구자들이 구상하는 응용 프로그램 중에는 전자 대신 빛을 사용하여 신경 계산을 수행하는 인공 지능을위한 광학 신경망이 포함됩니다. 광학 신경망을 수행하는 기존 방법은 실제로 광자의 주파수를 변경하지 않고 단순히 단일 주파수의 광자를 다시 라우팅합니다. 주파수 조작을 통해 이러한 신경 계산을 수행하면 훨씬 더 컴팩트 한 장치로 이어질 수 있다고 연구원들은 말합니다.

Fan 's 연구실의 박사 후 연구원이자이 논문의 두 번째 저자 인 Avik Dutt는“우리 장치는 설치 공간이 작은 기존 방법에서 크게 벗어나면서도 엄청난 새로운 엔지니어링 유연성을 제공합니다.

빛을 보아라.

광자의 색상은 광자가 공명하는 주파수에 의해 결정되며, 이는 파장의 요소입니다. 적색 광자는 상대적으로 느린 주파수와 약 650 나노 미터의 파장을 가지고 있습니다. 스펙트럼의 다른 쪽 끝에서 청색광은 파장이 약 450 나노 미터 인 훨씬 빠른 주파수를 가지고 있습니다.

간단한 변환은 광자를 500 나노 미터의 주파수에서 510 나노 미터로 이동시키는 것을 포함 할 수 있습니다. 또는 인간의 눈으로 인식 할 수 있듯이 청록색에서 녹색으로 변경합니다. Stanford 팀 아키텍처의 힘은 이러한 간단한 변환을 수행 할 수있을뿐만 아니라 미세 제어를 통해 훨씬 더 정교한 변환도 수행 할 수 있다는 것입니다.

더 설명하기 위해 Fan은 20 나노 미터 범위의 500 % 광자와 80 나노 미터의 510 %로 구성된 입사광 스트림의 예를 제공합니다. 이 새로운 장치를 사용하여 엔지니어는 원하는 경우 총 광자 수를 보존하면서이 비율을 73 나노 미터에서 500 %, 27 나노 미터에서 510 %로 미세 조정할 수 있습니다. 또는 그 비율은 37 %와 63 %가 될 수 있습니다. 비율을 설정하는이 기능은이 장치를 새롭고 유망하게 만드는 것입니다. 또한 양자 세계에서 단일 광자는 여러 색상을 가질 수 있습니다. 이러한 상황에서 새로운 장치는 실제로 단일 광자에 대해 서로 다른 색상의 비율을 변경할 수 있습니다.

“우리는이 장치가 '임의의'변환을 허용한다고 말하지만 그것은 '무작위'를 의미하지는 않습니다.”라고 연구 기간 동안 Fan 's lab의 대학원생이었으며이 논문의 첫 번째 저자이며 현재 Facebook Reality에서 일하고있는 Siddharth Buddhiraju는 말했습니다. 실험실. “대신 엔지니어에게 필요한 모든 선형 변환을 달성 할 수 있습니다. 여기에는 엄청난 양의 엔지니어링 제어가 있습니다.”

“매우 다재다능합니다. 엔지니어는 주파수와 비율을 매우 정확하게 제어 할 수 있으며 다양한 변환이 가능합니다.”라고 Fan은 덧붙였습니다. “엔지니어의 손에 새로운 힘이 주어집니다. 사용 방법은 그들에게 달려 있습니다.”

# # #

추가 저자로는 현재 Flexcompute의 박사후 연구원 인 Momchil Minkov와 현재 Google X의 Ian AD Williamson이 있습니다.

이 연구는 미 공군 과학 연구실의 지원을 받았습니다.

####

자세한 내용은 클릭하세요 여기에서 지금 확인해 보세요.

연락처 :
톰 아바 테
650-736-2245

@스탠포드

의견이 있으시면 제발 상담문의 우리.

7th Wave, Inc. 또는 Nanotechnology Now가 아닌 뉴스 릴리스 발행자는 전적으로 컨텐츠의 정확성에 대한 책임이 있습니다.

서표: