Vědci z Olomouce objevili dosud neznámé efekty u kvantových detektorů světla

Výzkum fotonických detektorů je rozsáhlou oblastí se značným aplikačním potenciálem / Pixabay
Citlivé detektory světla se chovají jinak, než si vědci dosud mysleli. Zjistili to fyzici Josef Hloušek, Ivo Straka a Miroslav Ježek z katedry optiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci (PřF UP), kteří při výzkumu zaměřeném na jednofotonové detektory pozorovali nové děje.

Následně prokázali, že se neslučují s dosavadní teorií fungování detektorů. Výsledky jejich odborné práce publikoval časopis Applied Physics Reviews.

Detekce světla na kvantové úrovni, kdy je nutné počítat jeho jednotlivé částice – fotony, je v současné době nedílnou součástí optických komunikací, biomedicínských zobrazovacích technik i analytických metod v chemii a materiálovém výzkumu.

Všechny tyto aplikace spoléhají na lineární chování detektorů. To znamená, že výstup detektoru je přímo úměrný jeho osvitu. Čím více je detektor lineární, tím přesněji dokáže přijímat zprávy z komunikační linky nebo měřit propustnost vzorku.

I nejmodernější jednofotonové detektory ale trpí odchylkami, které je třeba přesně proměřit a následně je kompenzovat. Fyzici z přírodovědecké fakulty zjistili, že ani takový přístup nestačí a linearitu detektoru je třeba měřit přímo. Jimi použitá metoda odhalila dosud nepozorované jevy a navíc umožňuje přímou kalibraci detektoru světla bez jakékoliv již zkalibrované reference.

„Výzkum fotonických detektorů je rozsáhlou oblastí se značným aplikačním potenciálem. Nejčastější typy detektorů jsou velmi dobře charakterizované a jejich principy činnosti vědecká komunita dosud považovala za dobře známé. O to bylo větší naše překvapení, když jsme poprvé pozorovali odlišnosti od známého chování,“ uvedl Miroslav Ježek z katedry optiky.

Výzkumný projekt byl zahájen v rámci diplomové práce Josefa Hlouška na katedře optiky PřF UP. „Zpočátku jsme váhali, zda pozorované chování detektorů světla není pouze chyba našeho měření. Se zpřesňováním měření a rozšiřováním provedených analýz jsme ale dospěli k jistotě, že fotonické detektory vykazují jednoznačné odchylky od současných modelů,“ shrnul výsledek Josef Hloušek, který na katedře optiky nedávno obhájil doktorskou práci.

Nové poznatky olomouckých vědců lze uplatnit nejen v aplikacích založených na detektorech světla, ale i v testech jednoho ze základních postulátů kvantové fyziky – Bornova pravidla. „Díky soběstačnosti metody si každá laboratoř na světě může své detektory přímočaře sama charakterizovat,“ doplnil Ivo Straka, který je v současnosti vědeckým pracovníkem na Stockholmské univerzitě.

Zdroj: Applied Physics Reviews, PřF UP

#světlo #kvantové detektory #efekty #kalibrace #Bornovo pravidlo

Mohlo by vás zajímat

Reklama