Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. а) СЭМ-фотография торца фотонно-оптического волокна, на которое нанесен наноалмаз с NV-вакансией. b) АСМ-фотография торца фотонно-оптического волокна. Наноалмаз помещен в центре сердечника.
Рисунок 2. а) Схема возбуждения и детектирования сигнала. b) Фотография эмиссионного излучения NV-вакансии, полученная с помощью фотоаппарата с ПЗС-матрицей. c) Спектр флуоресценции NV-вакансии. d) Совмещенная СЭМ-фотография и фотография, полученна с помощью кофокального микроскопа. e,f) Фотографии, полученные с помощью кофокального микроскопа, в геометрии эксперимента I и II соответственно.
Рисунок 3. а) Поляризационные свойства NV-дефекта, детектированные на противоположном конце фотонно-оптического волокна. На b) и c) изображена эффективность связи между фотоном, испускаемым NV-вакансией, и оптическими модами волокна; оси диполя перпендикулярны и параллельны оптическим осям волокна соответственно. d) эффективность связи между фотоном, испускаемым NV-вакансией вдоль черной линии на рисунках c) и d). Крестами обозначена зависимость в случае ориентации диполя вдоль направления x, кругами вдоль направления y, а наклоненными крестами вдоль направления, перпендикулярного плоскости x-y.

Наногиперболоид инженера Гарина

Ключевые слова:  NV-вакансия, квантовая криптография, наноалмаз, фотонно-кристаллическое волокно

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

10 декабря 2010

Вклад современной науки в развитие информационных технологий трудно переоценить. Сегодня практически все жилые дома в крупных городах связаны оптоволоконными сетями, а вышки многих домов увенчаны вышками сотовой связи. Учитывая перспективность развития этой области, ученые с большим энтузиазмом работают по нескольким перспективным направлениям в области передачи информации. В частности, не останавливается работа по созданию однофотонных источников излучения, которые могут служить для передачи информации. В частности, в роли однофотонного источника вполне может выступать вакансия в наноалмазе, в соседнем узле с которой один из атомов углерода замещен на атом азота (NV - вакансия).

Для этой цели коллектив немецких ученых, используя метод "pick and place", при помощи АСМ (атомно - силовой микроскопии) нанесли наноалмаз с одной NV-вакансией на торец волокна (рис.1), диаметром 90 мкм, длиной 10 см и диаметром сердечника 1.5 мкм. Для возбуждения NV-вакансии она была облучена лазером на длине волны 532 нм и мощностью излучения 40 мкВт. Возбуждение и детектирование выполнялось тремя различными способами (рис. 2). Особенно важно, что авторам статьи удалось зафиксировать сигнал на другом конце волокна, что говорит о непосредственном взаимодействии фотонов, излучаемых NV-вакансией, с оптическими модами фотонно-кристаллического волокна. Варьируя относительное расположение наноалмаза относительно поверхности волокна, исследователям удалось добиться максимальной интенсивности излучения (рис.3).

В доказательство однофотонного характера излучения авторы статьи измерили автокорреляционные функции (АКФ) с нулевым смещением по времени, детектируя сигнал, отраженный от торца, на котором нанесен наноалмаз (g(2)(0) = 0.45 при мощности излучения 40 мкВт), и прошедший сквозь волокно (g(2)(0) = 0.36 при 49 мкВт).

Для усиления однофотонного характера излучения авторы статьи нанесли брэгговский отражатель на торец волокна, отражающего лазерное излучение и предотвращая, тем самым, флуоресценцию волокна. Тем не менее, высокая интенсивность импульсного лазерного излучения (а именно импульсное излучение представляет практический интерес) приводит к фоновой флуоресценции, с временами жизни менее 3.5 нс, что значительно меньше времени жизни возбужденного состояния в NV-дефекте (25 нс). Поэтому ученые смоделировали своеобразный временной фильтр, пропускающий излучение спустя 3.5 нс после возбуждения, в результате чего АКФ стала равной 0.21 (против 0.50 с учетом фоновой флуоресценции).

В целом, авторам статьи удалось получить перспективный источник однофотонного излучения, который, обладая микрометровым размером, демонстрирует эффективную числовую апертуру, равную 0.82, и наглядно продемонстрировать возможность передачи однофотонного сигнала через оптическое волокно.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Кажется, это уже было...
Шуваев Сергей Викторович, 10 декабря 2010 00:53 
Не знаю, на Нанометре я вроде чего-то подобного не встречал!
Владимир Владимирович, 10 декабря 2010 00:57 
Шуваев Сергей Викторович, 10 декабря 2010 00:59 
Ну название не я придумывал!
Владимир Владимирович, 10 декабря 2010 01:03 
Активное дежавю
Владимир Владимирович, 10 декабря 2010 01:05 
Микроскоп коНфокальный (Рис. 2)
Поправьте если ошибаюсь.
Кинетика затухания флуоресценции описывается уравнением нулевого порядка. Которое в принципе описывает большую выборку (статистику) и неприменимо к единичным объектам. В таком случае как можно передавать информацию однофотонным источником?

Проще говоря, хотим мы передать бит, подаём импульс на эту вакансию, а потом гадаем, излучила она сигнал или ещё нет.
Шуваев Сергей Викторович, 10 декабря 2010 13:22 
Ну насколько я понимаю, проблемой таких устройств как раз и является квазимонофотонность!
Шуваев Сергей Викторович, 10 декабря 2010 16:20 
Да и квантовый выход флуоресценции не равен 100 %, так что вместо устройств для передачи информации, получится своего рода испорченный телефон!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Тесное соседство
Тесное соседство

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume13/13-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Не только производные: как рассчитать кривизну пластины. Фуллерен и антибиотик. О непостоянстве ширины запрещенной зоны в ван-дерваальсовом магнитном топологическом изоляторе. Девятая Всероссийская конференция с международным участием “Топливные элементы и энергоустановки на их основе”

Поступай без экзаменов в совместную магистратуру "ИИ в биотех системах" ИТМО, Татнефть и АГНИ
Университет ИТМО, компания Татнефть и Альметьевский государственный нефтяной институт запускают совместную программу магистратуры "Искусственный интеллект в биотехнологических системах". Программа направлена на биологов, биотехнологов и химиков, готовых оттачивать навыки программирования и применять data-driven подход для решения фронтирных научных задач и создания реальных продуктов для вывода на рынок.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.