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Physikern der Humboldt-Universit?t ist es gelungen, die kleinste fasergekoppelte Lichtquelle der Welt zu konstruieren. Diese Lichtquelle besteht aus nur zwei Komponenten – aus einem speziellen, winzig kleinen Diamanten und aus einer handelsüblichen Glasfaser. Auf Grund des Durchmessers der Glasfaser von nur 90 Mikrometern (1 Mikrometer = 1 Millionstel Meter) hat das gesamte System lediglich die Ausma?e eines menschlichen Haares. Die Ergebnisse der Arbeit wurden jetzt in der Online-Ausgabe von Nano Letters ver?ffentlicht.

Das Licht, das der Diamant aussendet, besteht aus einzelnen Lichtquanten, den Photonen, die geordnet eines nach dem anderen erzeugt werden. Diese Photonen werden dann direkt in die Glasfaser geleitet. Der spezielle Diamant ist nur 30 Nanometer gro?. Vergleicht man seine Gr??e mit der eines Fu?balls, so ist das Gr??enverh?ltnis dasselbe wie das des Fu?balls zur Erde. Obwohl der Diamant so klein ist, dass er auch mit dem st?rksten konventionellen Lichtmikroskop nicht gesehen werden kann und kleiner ist als alles, was man mit einer Miniaturpinzette greifen kann, gelang es den Berliner Forschern dennoch, den Diamanten hochzuheben und gezielt auf der Glasfaser abzulegen. Dazu entwickelten die Forscher als erste weltweit eine besondere Pick’n’Place-Methode, um den winzig kleinen Diamanten wie mit einem Kran aufzuheben und abzulegen. Das experimentelle Kernstück dieser Methode ist ein Rasterkraftmikroskop. Die sehr feine Rasterspitze dieses Mikroskops erm?glichte es, kleinste Objekte auf der Nanometerskala mit h?chster Pr?zision zu bearbeiten.

Mit der neuen Methode wird es in Zukunft m?glich sein, noch komplexere Strukturen zu konstruieren. Die Forscher denken dabei an Anwendungen für die neue Technologie der Quanteninformationsverarbeitung. Ein Beispiel ist die Quantenkryptographie, die eine abh?rsichere ?bertragung von Daten erm?glicht. Eine noch gr??ere Herausforderung ist der Quantencomputer, ein Computer der n?chsten Generation, der mithilfe von Lichtquanten bisher unerreichbare Rechenleistungen erzielen k?nnte.

Die kleine fasergekoppelte Quantenlichtquelle der Berliner Forscher ist dabei durch die hohe Kompaktheit und ein minimales Gewicht von weniger als einem Gramm besonders für zukünftige mobile Quantenkommunikationsger?te geeignet. Die Robustheit der gebauten Quelle erlaubt jahrelangen 三亿体育·(中国)官方网站 auch bei gro?er mechanischer Beanspruchung, etwa für Implementierungen in Satelliten.

Fiber-Integrated Diamond-Based Single Photon Source
Tim Schr?der, Andreas W. Schell, Günter Kewes, Thomas Aichele, Oliver Benson
Nano Letters Article ASAP

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Prof. Dr. Oliver Benson
Institut für Physik
Tel.: 2093-4711
E-Mail: oliver.benson@physik.hu-berlin.de

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