Cientistas da Paderborn University, a Universidade Técnica de Dortmund e a Universidade de Würzburg usaram, pela primeira vez, pulsos de laser para controlar com precisão os ecos de fótons, que pode ocorrer quando as ondas de luz se sobrepõem umas às outras. Os resultados da pesquisa já foram publicados em jornal científico Física das Comunicações .

O professor Torsten Meier da Paderborn University diz:"'Grite para a floresta e um eco semelhante retornará, "ou 'o que vai, volta' não é apenas um provérbio alemão bem conhecido, mas também é literalmente verdadeiro. Quando uma onda sonora é refletida, um eco resulta. Quando exatamente isso volta, Contudo, depende da floresta, mas antes de mais nada, na distância entre quem liga e o local de reflexão. Imagine que você pudesse ajustar quando queria que o eco voltasse para você. "

Uma equipe de cientistas agora alcançou este resultado para sinais ópticos:Os cientistas encontraram uma maneira de controlar os ecos de fótons emitidos por pontos quânticos semicondutores com precisão de sub-segundos.

Meier explica:"Os ecos ópticos são um pouco diferentes dos ecos acústicos convencionais, porque eles não são gerados pelo reflexo das ondas, mas sim em um processo óptico não linear. Dois curtos pulsos de laser são enviados para uma amostra:o primeiro representa o sinal e o segundo, a floresta. Isso proporciona a reflexão. Quando o tempo de latência desses pulsos é dobrado, um novo pulso de luz, o eco do fóton, é emitida pelo sistema exposto à luz. "

Usando um pulso de controle adicional, os pesquisadores foram capazes de controlar este eco de fóton dentro da faixa de picossegundos (ou seja, 10 ^-12 segundos), e, assim, atrasá-lo até um ponto desejado no tempo. Esse controle é particularmente pertinente para circuitos nanofotônicos em que vários sistemas ópticos precisam ser precisamente sincronizados entre si.

A previsão teórica do efeito foi desenvolvida no grupo de pesquisa do professor Torsten Meier. Um grande desafio foi a implementação experimental, que foi realizado no grupo de pesquisa liderado pelo Professor Ilya Akimov da Universidade Técnica de Dortmund:"O controle temporal de ecos ópticos é um efeito altamente dinâmico, em que o pulso de controle praticamente pausa o sistema, "diz Hendrik Rose, um Ph.D. estudante em Paderborn. Alexander Kosarev, um Ph.D. estudante da Universidade Técnica de Dortmund, acrescenta:"Este efeito foi teoricamente previsto recentemente, foi implementado experimentalmente com sucesso por nós e oferece uma grande variedade de possibilidades para manipular as emissões de luz de sistemas semicondutores. ”As amostras usadas foram produzidas no grupo de pesquisa do Professor Sven Höfling (Universidade de Würzburg).

Com base nesta primeira demonstração, os cientistas agora querem otimizar o efeito, por exemplo, aumentando as defasagens de tempo. O fenômeno está definido para ser desenvolvido para novas aplicações no campo das tecnologias quânticas fotônicas, que são objeto de pesquisa intensiva no Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS) da Paderborn University.