Des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven peuvent désormais pour la première fois contrôler à distance une source lumineuse miniature à des échelles de temps de 200 billions de seconde. Ils ont publié les résultats en septembre 2014 dans la revue en ligne Nature Nanotechnologie . Des physiciens du groupe Photonique et nanophysique des semi-conducteurs à Eindhoven, sous la direction du prof. Andrea Fiore, ont développé un moyen de contrôler à distance les sources lumineuses nanométriques à une échelle de temps extrêmement courte. Ces sources lumineuses sont nécessaires pour pouvoir transmettre des informations quantiques.

Les chercheurs ont gravé un cristal photonique autour de plusieurs points quantiques dans une couche semi-conductrice. Les points quantiques sont de petites structures qui émettent spontanément de la lumière à la suite de processus atomiques. Si une courte impulsion laser est tirée sur le cristal photonique, son indice de réfraction est modifié et la boîte quantique subit une modification du champ électromagnétique qui l'entoure. Ce changement peut accélérer ou ralentir l'émission de lumière par le point. Dès que l'indice de réfraction retrouve sa valeur habituelle, le point émet à nouveau de la lumière de manière normale.

Flash lumineux ultracourt

Grâce à cette technique, l'émission spontanée de lumière par le point peut être activée et désactivée à volonté. La caractéristique la plus frappante de cette méthode est que la durée du flash lumineux peut être considérablement plus courte que la durée de vie naturelle d'un tel point en tant que source lumineuse. Dans le présent article, les chercheurs décrivent une expérience dans laquelle l'impulsion lumineuse était longue de 200 picosecondes (billions de seconde). Sur la base de la théorie sous-jacente, les chercheurs s'attendent à pouvoir raccourcir ces impulsions lumineuses d'un facteur dix. Par ailleurs, les chercheurs ont démontré que l'émission de la source lumineuse pouvait être contrôlée à l'aide d'une impulsion laser à une distance relativement importante de la source.

Informations quantiques

Ce résultat est important pour la transmission de l'information quantique, par exemple. Cela nécessite des sources lumineuses pouvant émettre des photons individuels (particules lumineuses). Être capable de contrôler les propriétés dépendantes du temps de ces photons est important pour l'échange d'informations quantiques entre les différentes parties. La méthode maintenant proposée pour le contrôle à distance de la source lumineuse permet cela sans influencer les autres propriétés des photons émis.