Floridalaisen UCF-yliopiston tutkimusryhmä on kehittänyt maailman ensimmäisen optisen oskilloskoopin eli instrumentin, joka pystyy mittaamaan valon sähkökenttää. Laite muuntaa valon värähtelyt sähköisiksi signaaleiksi, aivan kuten sairaalamonitorit muuntavat potilaan sydämenlyönnit sähköisiksi värähtelyiksi.
Tähän asti valon sähkökentän mittaaminen on ollut haaste, koska valoaallot värähtelevät suurilla nopeuksilla. Kehittyneimmät tekniikat, jotka puhelimemme ja internet-tekniikkamme perustuvat, toimivat jopa gigahertsin taajuuksilla. Tämä kattaa sähkömagneettisen spektrin radiotaajuus- ja mikroaaltoalueet.
Valoaallot värähtelevät paljon suuremmalla nopeudella, mikä mahdollistaa suuremman tiedonsiirron. Nykyiset työkalut valokenttien mittaamiseen pystyivät kuitenkin ratkaisemaan vain keskimääräisen signaalin, joka liittyy valopulssiin, eivät pulssin huippuja ja laaksoja. Jos pulssi voitaisiin mitata kokonaan, voitaisiin sen avulla pakata ja lähettää dataa.
- Kuituoptiset verkot ovat nopeuttaneet datansiirtoa, mutta oskilloskoopin nopeus rajoittaa edelleen meitä. Optinen oskilloskooppimme voi pystyä lisäämään tätä nopeutta noin 10 000 -kertaisesti, sanoo fysiikan apulaisprofessori Michael Chini, joka työskenteli UCF:n tutkimuksen parissa.
Ryhmä kehitti laitteen ja osoitti sen kyvyn mitata yksittäisten laserpulssien sähkökenttiä reaaliajassa Chinin laboratoriossa UCF:ssä. Seuraava askel tutkimusryhmälle on nähdä, kuinka pitkälle tekniikan nopeutta voidaan kehittää.
Tutkimus on julkaistu uudessa Nature Photonics -lehdessä. Paperin johtava kirjoittaja on UCF:n tohtoritutkija Yangyang Liu. Kuvassa olevalla Michael Chinillä oli idea yhden laukauksen aaltomuodon mittausjärjestelmästä ja hän valvoi tutkimusryhmää. Liu johti kokeellista työtä ja suoritti suurimman osan mittauksista ja simulaatioista.
