​​​​​Kleinster Nanolaser für grünes Licht
#Technik #HalbleiterLaser #Laser #Laserlicht #Nanolaser #Nanopartikel #Photonik

Miniatur-Lichtquelle: Forscher haben erstmals einen Laser konstruiert, der nur 300 Nanometer klein ist und bei Raumtemperatur grünes Licht produzieren kann․ Der Nanolaser besteht aus dem Halbleitermaterial Perowskit, das als aktives Lasermedium die Photonen erzeugt und sie gleichzeitig als Resonator vervielfältigt․ Einsetzbar ist der neue Nanolaser auf photonischen Chips, in Sensoren oder anderen optisch-elektronischen Geräten․ Laser․․․

​​​​​Ein Drehkreuz für Photonen
#Technik #Atome #Einzelphotonen #Glasfaser #Laser #Photonen #Photonik #Physik #Quantentechnologie

Für Quantenanwendungen werden einzelne, regelmäßig eintreffende Photonen benötigt․ Doch ihre Produktion ist bisher aufwändig․ Jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, um aus einem normalen Laserstrahl einzelne Photonen abzuscheiden․ Als „Drehkreuze“ für die Lichtteilchen dienen dabei ultrakalte Cäsium-Atome, die in einer Reihe in einer dünnen Glasfaser gefangen sind․ Die Interaktion des Lichts mit diesen Atomen erzeugt․․․

​​​​​Ein Förderband für gespeichertes Licht
#Technik #Anregung #Atomwolke #Förderband #Laserpuls #Lichtspeicher #optischeFalle #Photonik #Physik #Quantencomputer #Quantenkommunikation

Mobiler Lichtspeicher: Physikern ist es gelungen, Licht vorübergehend in einer kalten Atomwolke zu speichern und dieses gespeicherte Licht dann wie auf einem Förderband zu transportieren․ Nach diesem Transport konnte das Licht mit hoher Effizienz wiedergewonnnen und ausgelesen werden․ Dies eröffne neue Möglichkeiten für Quantencomputer und den Transport von Quanteninformationen, so die Wissenschaftler․ Ob in der․․․

​​​​​Quantencomputer: China vor Google?
#Technik #BosonenProbe #China #Google #Photonen #Photonik #QuantenSupremat #Quantencomputer #Quantensimulator #Quantensystem

Rechenarbeit von 2,5 Milliarden Jahren in 200 Sekunden: Ein chinesischer Quantensimulator könnte erstmals eindeutig die Überlegenheit der Quanten über klassische Rechner demonstriert haben․ Das optische Quantensystem ermittelte die Verteilung von Photonen in der sogenannten Gaußschen Bosonen-Probe – eine für Supercomputer nahezu unlösbare Aufgabe․ Damit könnte dieses System weit deutlicher als jüngst Google das Supremat der․․․

​​​​​Wie Licht selbst Undurchsichtiges durchdringen kann
#Technik #Ablenkung #Licht #Lichtmoden #Lichtstreuung #Lichtwelle #Photonik #Physik #Streuung #Wellenform

Fast wie Zauberei: Forscher haben Lichtwellen erzeugt, die selbst undurchsichtiges Material durchdringen können․ Dadurch lassen sich Bilder durch das opake Medium transportieren als wäre es Luft․ Möglich wird dies durch den Einsatz von jeweils für das Material maßgeschneiderten Lichtwellen – sogenannten streuungs-invarianten Lichtmoden․ Sie könnten ganz neue Anwendungen ermöglichen, so die Forscher im Fachmagazin „Nature․․․

​​​​​Optischer Transistor: Ein Photon reicht
#Technik #Computertechnik #Elektronik #Excitonen #Halbleiter #Laser #optischerSchaltkreis #Photon #Photonik #Transistor

Licht statt Elektronen: Forscher haben einen optischen Transistor entwickelt, der schon auf ein einzelnes Photon reagiert – in weniger als einer Pikosekunde․ Das neue Bauteil kann dadurch bis zu 1․000-mal schneller schalten als gängige Transistoren und benötigt dafür weniger Energie, wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature“ berichten․ Sie sehen in diesem Ein-Photon-Switch eine wertvolle Ergänzung․․․

​​​​​Schwarzer Phosphor manipuliert Licht
#Technik #Datenübertragung #Display #Glasfaser #Licht #Optik #optischeDaten #Phosphor #Photonik #Polarisation #Quantenübertragung #Reflexion

Nützlich für Telekomunikation und Displays: Eine nur drei Atomlagen dünne Schicht schwarzen Phosphors erweist sich als schneller und gut kontrollierbarer Manipulator von Licht․ Denn die Lichtpolarisation durch das wie ein Cordstoff geriffelte Halbleiter-Material kann elektronisch gesteuert werden, wie ein Experiment belegt․ Weil das Material Millionen Mal schneller reagiert als ein LCD-Display und 20-fach kleinere Pixel․․․

​​​​​Zwei Strahlen aus einem Laser
#Physik #Technik #Farbstofflaser #Flüssigkristall #kohärent #Laser #Laserstrahl #Photonik #Polarisation

Doppelter Strahl: Physiker haben einen Mikrolaser entwickelt, der zwei zueinander kohärente Strahlen gleichzeitig produzieren kann․ Beide Strahlen sind entgegengesetzt polarisiert und stehen im Winkel zueinander, sind aber in ihrer Phase miteinander gekoppelt․ Möglich wird dies durch spezielle Flüssigkristalle in der Kavität des Farbstofflasers․ Der neuartige Doppellaser eröffnet neue Anwendungen in der Quantenkommunikation, Laseranalytik und Computertechnologie․

​​​​​Physiker konstruieren neuartige Lichtfalle
#Physik #AndersonLokalisierung #Licht #Lichtfalle #Photonik #Wellen #Wellenausbreitung

Gefesseltes Licht: Physiker haben Licht mithilfe einer neuartigen Falle festgehalten – und dabei einen noch nie experimentell nachgewiesenen physikalischen Effekt demonstriert․ Bei diesem hemmt eine spezielle Struktur die Wellenausbreitung, obwohl das Spektrum des Lichts außerhalb der spektralen Größenordnung des Störmusters liegt․ Ob eine Lichtfessel durch die sogenannte Anderson-Lokalisierung bei einer solchen Kombination überhaupt möglich ist,․․․

​​​​​Ein Möbiusband aus Licht
#Physik #Drehimpuls #Flüstergalerie #Licht #Lichtwelle #Möbiusband #Phase #Photonik #photonisch #Wellenleiter

Verdrehtes Licht: Physiker haben einen Lichtstrahl zu einem Möbiusband verformt – einem verdrehten Band mit ineinander übergehenden Seiten․ Möglich wurde dies durch eine Art „Flüstergalerie“ für Licht․ Sie besteht aus einem ringförmigen Wellenleiter, in dem eine ungerade Zahl winziger Noppen auf der Innenseite die Lichtwellen dreht und abbremst․ Diese neue Möglichkeit der Lichtmanipulation könnte für․․․

​​​​​Entdeckung im Möbiusband aus Licht
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Verdrehtes Licht: Physiker haben einen bisher nur theoretisch vorhergesagten Effekt in einem optischen Möbiusband nachgewiesen – einem in sich verdrehten Ring aus Licht․ Durch Resonanzeffekte entsteht demnach in einem solchen Möbiusband eine zusätzliche Wellenphase, die sogenannte Berry-Phase, begleitet von einer elliptischen Polarisation des Lichts․ Wie das Team herausfand, lassen sich diese Eigenheiten gezielt beeinflussen, was․․․

​​​​​Forscher haben den Farblaser geschrumpft
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Passt auf eine Fingerspitze: Physiker haben den ersten Mikrolaser für sichtbares Licht jenseits von Rot entwickelt – er liefert scharf abgegrenztes Laserlicht in frei wählbaren Wellenlängen vom UV-Bereich über alle sichtbaren Farben bis ins Nahinfrarot․ Möglich wurde dies durch die Kombination einer FP-Laserdiode mit einem photonischen Wellenleiter, der das Laserlicht in den gewünschten Wellenbereich bringt․

​​​​​Neuartige „Rauchringe“ aus Licht
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Manipuliertes Licht: Physiker haben neuartige 3D-Strukturen aus Licht erzeugt – photonische Hopfionen․ Dabei handelt es sich um topologische Gebilde, in denen das Licht eine Art Doughnut oder Rauchring bildet․ Das Team beschreibt die frei im Laserstrahl schwebenden Ringe als dreidimensionale photonische Variante von Skyrmionen – exotischen Magnetwirbeln in Feststoffen․ Die kontrolliert formbaren Hopfionen aus Licht․․․

​​​​​Licht mit negativer absoluter Temperatur
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Es klingt paradox, ist aber physikalisch solide: Physiker haben Licht so manipuliert, dass es sich wie ein Gas bei negativer absoluter Temperatur verhält․ Diese herrscht nach der Boltzmann-Verteilung dann, wenn die Mehrheit der Teilchen maximale Energiezustände einnehmen․ Das Teilchenensemble ist damit heißer als heiß und die eigentlich unendliche Temperaturskala springt auf negative Werte․ Das klingt․․․

​​​​​Erster Mikrochip mit eigener Quantenquelle
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Alles auf einem Chip: Physiker haben erstmals einen Quantenchip entwickelt, der seine eigene Quantenlichtquelle besitzt – er kann verschränkte Photonen ohne externe Laserquelle erzeugen․ Möglich wird dies durch einen Quantenpunkt-Laser aus Indiumphosphid, dessen Photonen spezielle Filter aus ringförmigen Wellenleitern durchlaufen․ Dies blockiert Störrauschen und sorgt für die Verschränkung․ Die neue Technik könnte photonische Quantenprozessoren kleiner,․․․

​​​​​Wellenleiter ist „dünner als das Licht“
#Physik #Kristall #Laser #Licht #Lichtleiter #Lichtstrahl #Optik #Photonik #Wellenleiter

Manipuliertes Licht: Physiker haben einen neuartigen zweidimensionalen Lichtleiter entwickelt – er ist dünner als der Photonenstrahl, den er manipuliert․ Möglich wird dies durch eine nur drei Atome dünne Schicht aus kristallinem Molybdän-Disulfid, die das Licht an ihrer Oberfläche „festhält“ und ungerichtetes Abstrahlen verhindert․ Dadurch werden Photonen leichter steuerbar und trotzdem effizient weitergeleitet․ Solche zweidimensionalen Lichtleiter․․․

​​​​​Erster Pulslaser in Chipgröße
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Hohe Leistung trotz Mini-Format: Für intensive ultrakurze Laserpulse ist bald keine tischgroße Laserapparatur mehr nötig – es geht auch im Chipformat․ Denn Physikern ist es gelungen, diese leistungsstarken phasengekoppelten Laser bis auf Chipgröße zu schrumpfen․ Obwohl er auf eine Fingerspitze passt, kann ihr Prototyp dieses Mini-Lasers schon ultrakurze Laserpulse mit bis zu 0,5 Watt erzeugen․