Saturday, 18 July 2015
29 October 2020
پیشرفتی در صنایع ارتباطی فیبر نوری

«پرتوهایی از نورکه فقط یک بار نوسان می‌کنند»

2009 December 26

فیزیک‌دانان موفق شده‌اند با عملی کردن یکی از آرزوهای دیرین خود، تپی از نور را آن قدر کوتاه تولید کنند که تنها حاوی یک نوسان از موج نور باشد. این دستاورد می‌تواند صنایع ارتباطی فیبر نوری و محاسبات نوری را دگرگون کند.

به گزارش مردمک و به نقل از وب‌سایت نیوساینتیست، درخش‌های تولیدشده تقریبا به همان اندازه کوتاهند که قوانین فیزیک پیش‌بینی می‌کنند. قدرت یک تپ تک‌چرخه‌ای به مراتب بیشتر از تپ‌های حاوی چند چرخه نوسانی است؛ چرا که انرژی بیشتری در بازه زمانی کوتاه‌تری آزاد می‌شود. از این تپ های ابرکوتاه می‌توان به عنوان فلاش‌هایی جهت آشکار ساختن رویدادهای بسیار کوچک و فوق‌العاده سریع استفاده کرد، مانند تعامل یک تک فوتون (ذره تشکیل‌دهنده نور) با یک الکترون.

در اوایل قرن بیستم، «ورنر هایزنبرگ»، فیزیک‌دان آلمانی و برنده جایزه نوبل، موفق شد اصل عدم قطعیت را تدوین کند که براساس آن، برای کوتاه‌ترین زمان ممکن یک پالس نور در هر طول‌موجی، محدودیتی بر اساس تعداد نوسان‌های موج نور وجود دارد.

آلفرد لیتنشتورفر و هم کارانش در دانشگاه کنستانز در آلمان برای تولید این لیزر، از لیزرهای بلورین، فیبرهای نوری و پرتوهایی با طول‌موج استاندارد که در مخابرات به‌کار می‌رود، استفاده کردند. به‌عنوان مثال در لیزرهای فروسرخ، اصل عدم قطعیت مانع از این می‌شود که تپ لیزری با زمان کم‌تر از یک فمتوثانیه (هر یک میلیون میلیارد فمتوثانیه برابر یک ثانیه است) تولید شود.

20091226-danesh1-noor

برای دست‌یابی به کوتاه‌ترین پالس لیزر، گروه کنستانتز لیزری را به درون یک رشته فیبر نوری شلیک کرد و سپس، آن‌را که درون دو رشته فیبر نوری یکسان تقسیم کرد. این فیبرهای نوری حاوی اربیوم (از گروه فلزات خاکی نادر) بود تا امواج نور را تقویت کند. هر فیبر، شامل مرحله دومی نیز بود که طول‌موج نور را تغییر می‌داد؛ به‌طوری‌که در یک رشته طول‌موج پرتوی لیزر را 40 درصد افزایش و در رشته دیگر، 40 درصد کاهش می‌داد.

سپس، پژوهش گران پرتوهای خروجی از دو رشته فیبر نوری را با یکدیگر ادغام کردند و با ایجاد تداخلی ویرانگر، شرایطی را به‌وجود آوردند که بیشتر امواج یکدیگر را خنثی کردند و تنها، یک نوسان نور باقی ماند که 4.3 فمتوثانیه دوام آورد.

پیش‌از این پژوهش گران توانسته بودند با استفاده از لیزرهایی که طول‌موج آن‌ها 50درصد کوتاه‌تر بود؛ پالس‌هایی کوتاه‌تر حتی با مدت 3.9 فمتوثانیه تولید کنند؛ اما تمام آن ها حاوی بیشتر از یک نوسان بودند، یکی 2 نوسان و دیگری 1.3 نوسان.

«نوشته فوق می تواند نظر نویسنده باشد و الزامن نظر رادیو کوچه نیست»

|

TAGS: , ,