【小小膜將無線電波轉換為光】

明道

【小小膜將無線電波轉換為光】

 

這是的起點"量子互聯網"嗎？

一種設備，通過將它們轉換成光信號檢測超微弱電波已創建的物理學家在丹麥和美國。

該設備不需要昂貴的低溫冷卻，可以將付諸實際使用中的應用範圍，從射電天文學對磁共振成像。

研究人員還認為該技術可以提供的基本構建基塊"量子互聯網"的未來。

檢測極弱的無線電波是許多現代技術，包括衛星導航、 長途通信、 無線電望遠鏡和磁共振成像 （MRI） 系統的核心。

在一些探測器、 微弱無線電信號被轉換成光信號，然後通過光學纖維長距離傳送。

除了需要昂貴的調製器將電子信號轉換成光信號，這些轉換器必須冷卻到低溫條件下，使它們昂貴和不方便操作。

新的設備是由尤金 · Polzik和他的同事在哥本哈根大學、 丹麥技術大學和馬里蘭大學的聯合量子研究所的研究人員一起創建的。

該小組說其設備可以通過將它們轉換為光信號直接檢測極弱的無線電波。

這些信號然後可以傳送使用標準光學工具和分析的設備使用較少的能量比常規調製器。

高性能和效率

探測器在室溫及工程 Polzik 說它承諾的性能足以媲美最佳低溫冷卻電子產品。

此外，無線電信號在我們的方法高效轉換為光信號，可以通過光纜與很多低損失比可以由金屬導線傳輸電信號傳輸，他說。

該設備的核心是天線連接到一個電容器。

兩個電容器板塊之一是橫向和約 200 是約 500 μ m 的高品質氮化矽膜毫微米厚後被一反光層的鋁塗層。

當電容器遇到在它的諧振頻率的無線電波時，nanomembrane 震動。

Polzik 說：無線電波的天線檢測到誘使電容器的充電波動。

通過對電容器應用外部偏置電壓，我們可以將轉換這些波動成機械振動膜的。

雷射光束被反彈膜，產生的光學相位轉變，可以使用標準的光學技術來衡量。

Polzik 說：我們因而有轉換成光信號的天線檢測到一個無線電信號。

運行過熱

當傳統無線電接收器接微弱的電波時，與熱有關的噪音可以扭曲信號。

但在無線電信號轉換成諧振的機械振動時，熱的隨機效果變得可以忽略不計。

反射的光檢出電波很少會影響標準的無線電接收機的雜訊。

新的設備有房間溫度靈敏度為 100 pV Hz– 1/2為 1 兆赫的無線電波。該團隊預計這可以改進由 20，會用最好的設備使用低溫看齊放接收器的一個因素。

團隊的下一個步驟是使用微細加工技術進一步小型化設備，以便它適合在一個晶片上，提高其靈敏度。

我們還計畫擴大設備的頻率範圍從域兆赫到幾百兆赫至千兆赫域，這是最相關的通信和遙感中的應用程式，Polzik 說。

量子互聯網

探測器的潛在應用包括那些目前使用水冷式前置放大器。

其中包括高解析度的核磁共振系統和射電望遠鏡 — — 這兩種依靠液體氦冷卻的探測器。

晶片大小的設備可能會導致較小和能效更高的通信設備和導航系統。

長遠來看，該技術可以使它可能微波輻射的量子態轉換光學量子態，聲稱 Polzik。

這種轉換將分散式的量子網路的一個重要步驟。

它可以説明研究人員要使用光學光子 — — 量子資訊的理想載體 — — 連接遙遠超導量子比特，他說。

明顯的技術潛力

物理學家Mika Sillanpää Aalto 大學在芬蘭，不是在研究中所涉及的說研究"具有明顯的技術潛力在未來成為現實。

從基礎研究的角度來看，工作創造了一個混合物理系統，在量子力學的極限已到函數的潛力，他說。

Sillanpää 添加該技術可用於作為"路由器"或節點連接的量子電腦。

目前這是大多是炒作，但某一天可能成為現實，他說。

探測器描述的性質.

關於作者

Katia Moskvitch 是一個設在英國的科學作家

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fmar%2F05%2Ftiny-membrane-converts-radio-waves-to-light