استعراض

في الآونة الأخيرة، والبريطانية مختبر الضوئية الناشئة، أدلى جامعة ساسكس باستخدام التكنولوجيا المتطورة من شعاع الليزر اختراقا هاما من حيث الأجزاء الرئيسية من الساعات الذرية. هذا وسوف ساعة ذرية تقلل من اعتمادنا على مستقبل تكنولوجيا رسم الخرائط الفضائية.

خلفية

حاليا، تعتمد الولايات المتحدة على المملكة المتحدة (GPS) والاتحاد الأوروبي (غاليليو) تكنولوجيا رسم الخرائط الفضائية والعديد من الهواتف النقالة والسيارات التي دمجت هذه التكنولوجيا. ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا للملاحة بالأقمار الصناعية قد لا تتأثر صعودا وهبوطا في السياسة الدولية، ولكن أيضا رهنا بتوافر من إشارات الأقمار الصناعية.

(المصدر: ويكيبيديا)

وقال الدكتور مختبر معهد الرياضيات والعلوم الفيزيائية جامعة ساسكس الفوتونات الناشئة أليسيا Pasquazi يمكن أن الساعات الذرية المحمولة تغيير الوضع. على سبيل المثال، سيارة إسعاف تسير في نفق، لا يزال بإمكانك الحصول على خريطة، ومن رجل وهو في طريقه إلى العمل في مترو الأنفاق أو بلد ليس إشارة الهاتف الخليوي، لا يزال بإمكانك الحصول على الاتجاهات. سوف الساعات الذرية المحمولة تحقيق دقيقة للغاية خريطة المعلومات الجغرافية، في حالة عدم وجود إشارات الأقمار الصناعية، والوصول إلى الموقع الخاص بك أو المسار المخطط.

تنتمي إلى المستوى الأعلى وسائل القياس البصرية نووية، كل خطأ أقل من ثانية بليون سنة. حاليا، وهذه الأجهزة الثقيلة جدا، تصل إلى عدة مئات كجم. يصبح أفضل الميزات العملية الناس العاديين يمكن استخدام الاحتياجات حجمها على أن تخفض بشكل كبير، في حين أن احتياجات واسعة النطاق الذرية على مدار الساعة ودقة وسرعة الى الحفاظ عليها.

الساعات الذرية الضوئية (المصدر: ويكيبيديا)

في إشارة على مدار الساعة الذرية الضوئية (ساعة التقليدي البندول) مشتق مباشرة من الخصائص الحبس الكم الذري واحد: هو مجموعة من مئات تتأرجح الأشعة الكهرومغناطيسية تريليون مرة في الثانية الواحدة. المشط تردد بصري، قادرة على العمل في سرعة ساعة من هذا العنصر عداد.

المشط تردد البصري هو ليزر مصدر للضوء خاص، يتكون الطيف من سلسلة من الترددات منفصلة متباعدة بالتساوي خطوط. في مجال التردد، كما أعرب عن مشط التردد الضوئي وجود تردد يساوي تسلسل تباعد الترددات الضوئية. أمشاط وزعت طبيعة هذه الخطوط الطيفية المستخدمة في حياتنا اليومية، للحفاظ على مسافة متساوية بين أسنان المشط.

تردد بصري مشط الطيف (المصدر: ويكيبيديا)

مايكرو مشط التردد، وذلك باستخدام المعروفة باسم "ميكروريسوناتور الضوئية" الأجهزة الدقيقة، ويقلل من حجم مشط التردد. هذه الأجهزة أسرت مخيلة المجتمع العلمي العالمي على مدى العقد الماضي، ومن المتوقع أن يحقق المشط تردد المحتملين الكامل في شكل مدمج. ومع ذلك، فهي عرضة للتلف المعدات، وهذه العملية معقدة جدا، وغير قادرة عموما لتلبية احتياجات ساعة ذرية العملية.

هو مبين أدناه: مواز واسع سيلتون البيانات تردد الإرسال خلال تمشيط عدد وافر من القنوات.

(المصدر: J. N. كمال / P. مارين بالومو / KIT)

ابتكار

في الآونة الأخيرة، ومختبر البريطانية الناشئة الضوئيات (ملحمة مختبر) جامعة ساسكس باستخدام التكنولوجيا المتطورة من شعاع الليزر، قدم اختراقا مهما من حيث الأجزاء الرئيسية من الساعات الذرية. سوف الساعات الذرية تقليل اعتمادنا على مستقبل التكنولوجيا خريطة الأقمار الصناعية. تقدمهم يعزز كثيرا من البحث والتطوير من العناصر المسؤولة عن يعادل التقليدية كفاءة العد مدار الساعة من 80. هذه الكفاءة علماء العالم يحاولون تحقيق.

الإكثار النبض الفني في رقائق (المصدر: جامعة ساسكس مختبر الناشئة الضوئيات)

3 يو 11 ري (الاثنين) الضوئيات الناشئة اختراق مختبر الأبحاث التي نشرت في "الطبيعة الضوئيات (الطبيعة الضوئيات)" المجلات. وهي تظهر مشط التردد الجزئي فعالة وقوية بشكل خاص، والتي تقوم على المعروف باسم "تجويف الموجة المنعزلة ليزر" موجة فريدة من نوعها.

تكنولوجيا

وقال الدكتور Pasquazi: "الموجة المنعزلة هو موجة خاصة، هذه الموجة هي قوية بشكل خاص للاضطراب على سبيل المثال، وتسونامي هو الماء سيلتون أنها يمكن أن تمتد إلى انتشار لا يصدق من مستقر، بعد وقوع الزلزال في اليابان في عام 2011،. بل ان بعضهم وصل إلى شواطئ بعيدة كاليفورنيا ".

(المصدر: M J. Ablowitz وD. E. بالدوين).

"في التجارب التي قام بها الدكتور هوالونغ باو، كنا مسجونا على ضوء رقاقة microcavity، بدلا من الماء. لدينا الحل الفريد من نوعه لإدراج شريحة في الليزر القائم على الألياف، مثل الألياف البصرية مع عائلتنا استخدام نفس الشبكة ".

واستنادا إلى تجويف الجزئي أعمال تردد الموجة المنعزلة الليزر مشط (المصدر: مرجع [2])

"انتقال سلتون في هذا الجمع، والاستفادة الكاملة من الميزات المفيدة للmicrocavities ولدت في العديد من الألوان، ولكن أيضا يوفر المرونة والمتانة ليزر النبض السيطرة. والخطوة التالية هي تحويل هذه التكنولوجيا يعتمد على الشرائح الالكترونية لتكنولوجيا الألياف البصرية هذا هو ما نحن في جامعة ساسكس بطريقة منظمة لتحقيق ".

قيمة

وأضاف أستاذ الناشئة مختبر الضوئيات في جامعة ساسكس ماركو Peccianti: "نحن نتحرك أجهزتنا وطور فريق بحث الأستاذ في جامعة ساسكس ماتياس كيلر إشارة المدمجة فائقة الذرية (أو البندول) التكامل وجنبا إلى جنب الهدف. معا، ونحن نخطط لتطوير الساعات الذرية المحمولة يمكن أن تغير تماما في المستقبل عندما نتذكر الطريق ".

"تمثل تنميتنا خطوة هامة نحو خطوة تصنيع ساعة ذرية العملية، ونحن متحمسون جدا حول خططنا، والتي تشمل العمل مع قطاع الطيران في المملكة المتحدة الموسعة (لتحقيق في غضون خمس سنوات)، وكذلك الهواتف المحمولة، من دون طيار السيارات والطائرات بدون طيار المحمولة المستخدمة في الساعات الذرية (تحقيق 24 عاما) ".

الكلمة

ساعة ذرية، ومشط التردد، والملاحة، من دون طيار، والليزر

المواد المرجعية

[1] https://www.sussex.ac.uk/news/all؟id=48070

[2] هوالونغ باو، أندرو كوبر، ماكسويل رولي، لويجي دي لاورو، خوان سيباستيان Totero جونجورا، ساي T. تشو، برنت E. ليتل، جيان لوكا ممن لهم، روبرتو موراندوتي، ديفيد J. موس، بنيامين يتزيل، ماركو Peccianti، . أليسيا Pasquazi الليزر تجويف الموجة المنعزلة microcombs الطبيعة الضوئيات، 2019، دوى :. 10.1038 / s41566-019-0379-5