光子探测器是太空宽带的先驱

 作者:钮贩三     |      日期:2017-10-02 23:37:30
作者:Kimm Groshong美国研究人员将能够捕获单光子的微小探测器的效率提高了近一倍 - 这项技术有朝一日可用于通过从火星发送到地球的激光数据流来接收信息这一发现可以在跨行星距离上实现更快,更可靠的大量数据中继,从而在太空中建立一种宽带通信形式 “利用现有的无线射频技术可能需要数小时才能从火星到地球获得有用的科学信息但光学链接的速度可以提高数千倍,“麻省理工学院的卡尔贝格伦说他的团队通过使用极薄的纳米线探测器提高了探测器的光子捕获能力他们将它与防反射涂层相结合,以阻止光线反射,并形成一个“光子陷阱”,有助于引导入射光子被吸收而不会丢失陷阱 - 在一片玻璃和一个固定距离的金镜之间的空腔 - 反射光子,这些光子通常直接通过探测器传回到盘绕的纳米线,在那里它们可以被吸收这些特殊的附加装置将探测器的吸收效率从20%(以前的单光子探测器的最佳值)提高到宽带信号传输波长的57%它做得很快 “速度来自于它是一种超导纳米线,”Berggren说纳米线被紧紧地包裹成尺寸比人类头发小许多倍的构型它被冷却到恰好高于绝对零度,在那里它变成对吸收的光子敏感的超导体检测的速度和效率在行星际光通信中至关重要与传统的无线电链路不同,云在光子传输中成为一个问题当激光束到达地球时会激发很多次,使得接收到的信号很弱因此,检测光粒子的效率对于开发任何类型的光通信都是至关重要的美国马萨诸塞州列克星敦林肯实验室的技术人员安德鲁克尔曼告诉“新科学家”说:“它们可以用非常微弱的信号和很少的光子工作” “例如,在与火星通信时,你将无法传输很多光子”当NASA于2005年7月取消其火星电信轨道器时,一组研究人员一直在开发光通信激光器这样的目的根据火星和地球在任何给定时间的距离,激光器被设计成每秒反射100万到3000万比特目前轨道上的火星奥德赛号航天器使用无线电波每秒传输大约128,000比特激光器提供的容量的飞跃是由于携带数据的不同波长的光火星电信轨道器使用波长为1.06微米的红外光 - 比无线电波短数千倍光和无线电通过空间以相同的速度传播,但较短的波长在相同的传输时间内传输更多信息但行星际通信并不是这种高效单光子探测器的唯一应用 Berggren还预见到量子密码学中的应用,其中单个光子的状态编码需要安全的信息期刊参考:Optics Express(第14卷,