Optischer Transistor: Rechnen mit Lichtgeschwindigkeit

Von Fouad Sabry

Was ist ein optischer Transistor

Ein optischer Transistor, auch bekannt als optischer Schalter oder Lichtventil, ist ein Gerät, das optische Signale schaltet oder verstärkt. Licht, das am Eingang eines optischen Transistors auftritt, ändert die Intensität des vom Ausgang des Transistors emittierten Lichts, während die Ausgangsleistung von einer zusätzlichen optischen Quelle geliefert wird. Da die Intensität des Eingangssignals schwächer als die der Quelle sein kann, verstärkt ein optischer Transistor das optische Signal. Das Gerät ist das optische Analogon des elektronischen Transistors, der die Grundlage moderner elektronischer Geräte bildet. Optische Transistoren stellen ein Mittel bereit, um Licht nur unter Verwendung von Licht zu steuern, und finden Anwendung in optischen Computern und faseroptischen Kommunikationsnetzen. Eine solche Technologie hat das Potenzial, die Geschwindigkeit der Elektronik zu übertreffen und gleichzeitig mehr Strom zu sparen.

So profitieren Sie

(I) Einblicke und Validierungen zu den folgenden Themen:

Kapitel 1: Optischer Transistor

Kapitel 2: Bandlücke

Kapitel 3: Photonik

Kapitel 4: Zeitleiste von Quantencomputing und -kommunikation

Kapitel 5: Polariton

Kapitel 6: Pockels-Effekt

Kapitel 7: Quantennetzwerk

Kapitel 8: Optische Datenverarbeitung

Kapitel 9: Frequenzkamm

Kapitel 10: Photonische integrierte Schaltung

Kapitel 11: Siliziumphotonik

Kapitel 12: Yoshihisa Yamamoto (Wissenschaftler)

Kapitel 13: Einzelphotonenquelle

Kapitel 14: Exziton-Polariton

Kapitel 15: Jaynes-Cummings-Hubbard-Modell

Kapitel 16: Lineares optisches Quantencomputing

Kapitel 17: Plasmonik

Kapitel 18: Integrierte Quantenphotonik

Kapitel 19: Bose-Einstein-Kondensation von Polaritonen

Kapitel 20: Quantenpunkt-Einzelphotonenquelle

Kapitel 21: Quantengedächtnis

(II) Beantwortung der öffentlichen Top-Fragen zu optischen Transistoren.

(III) Beispiele aus der Praxis für die Verwendung optischer Transistoren in vielen Bereichen.

(IV) 17 Anhänge zur kurzen Erläuterung von 266 neuen Technologien in jeder Branche, um ein umfassendes 360-Grad-Verständnis der Technologien optischer Transistoren zu erhalten.

Für wen dieses Buch ist

Profis, Studenten und Doktoranden, Enthusiasten, Bastler und diejenigen, die über das grundlegende Wissen oder die Informationen für jede Art von optischen Transistoren hinausgehen möchten.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Eine Milliarde Sachkundig [German]
• Erscheinungsdatum: 4. März 2022

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3 - Agrarrobotik

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27 - Hochtemperatur-Supraleitung

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40 - Synthetischer Diamant

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42 - Transluzenter Beton

43 - Gehirn-Computer-Schnittstelle

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45 - Laser-TV

46 - Holographie

47 - Optischer Transistor

48 - Bildschirmloses Video

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1 - Plasmaantrieb

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1 - Agrarrobotik

2 - Geschlossene ökologische Systeme

3 - Kultiviertes Fleisch

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1 - Intelligente Maschinen

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1 - Aerogel

2 - Amorphes Metall

3 - Biokunststoff

4 - Leitfähiges Polymer

5 - Kryogene Behandlung

6 - Dynamische Rüstung

7 - Fulleren

8 - Graphen

9 - Labor auf einem Chip

10 - Hochtemperatur-Supraleitung

11 - Magnetische Nanopartikel

12 - Magnetorheologische Flüssigkeit

13 - Mikrofluidik

14 - Suprafluidität

15 - Metamaterial

16 - Metallschaum

17 - Multifunktionsstruktur

18 - Nanomaterialien

19 - Programmierbare Materie

20 - Quantenpunkt

21 - Silicän

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23 - Synthetischer Diamant

24 - Zeitkristall

25 - Transluzenter Beton

Neue Technologien in den Neurowissenschaften

1 - Gehirn-Computer-Schnittstelle

Neue Technologien in der Optoelektronik

1 - Volumetrische Anzeige

2 - Laser-TV

3 - Holographie

4 - Optischer Transistor

5 - Bildschirmloses Video

Neue Technologien in der Robotik

1 - Schwarmintelligenz

Eine Milliarde Sachkundige

Optischer Transistor

Rechnen mit Lichtgeschwindigkeit

Fouad Sabry

Urheberrecht

Optischer Transistor Copyright © 2022 von Fouad Sabry. Alle Rechte vorbehalten.

Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf in irgendeiner Form oder durch elektronische oder mechanische Mittel, einschließlich Informationsspeicher- und -abrufsysteme, ohne schriftliche Genehmigung des Autors reproduziert werden. Die einzige Ausnahme ist von einem Rezensenten, der kurze Auszüge in einer Rezension zitieren kann.

Cover entworfen von Fouad Sabry.

Dieses Buch ist ein Werk der Fiktion. Namen, Charaktere, Orte und Ereignisse sind entweder Produkte der Phantasie des Autors oder werden fiktiv verwendet. Jede Ähnlichkeit mit tatsächlichen Personen, lebenden oder toten, Ereignissen oder Orten ist völlig zufällig.

Bonus

Sie können eine E-Mail an [e-mail] mit der Betreffzeile Optical Transistor: Computing at the speed of light senden, und Sie erhalten eine E-Mail, die die ersten Kapitel dieses Buches enthält.

Fouad Sabry

Besuchen Sie die 1BK-Website unter

www.1BKOfficial.org

Vorwort

Warum habe ich dieses Buch geschrieben?

Die Geschichte des Schreibens dieses Buches begann 1989, als ich Schüler der Secondary School of Advanced Students war.

Es ist bemerkenswert wie die MINT-Schulen (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik), die jetzt in vielen fortgeschrittenen Ländern verfügbar sind.

MINT ist ein Lehrplan, der auf der Idee basiert, Schüler in vier spezifischen Disziplinen - Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik - in einem interdisziplinären und angewandten Ansatz auszubilden. Dieser Begriff wird typischerweise verwendet, um eine Bildungspolitik oder eine Lehrplanwahl in Schulen anzugehen. Es hat Auswirkungen auf die Personalentwicklung, nationale Sicherheitsbedenken und die Einwanderungspolitik.

Es gab einen wöchentlichen Unterricht in der Bibliothek, in dem jeder Schüler jedes Buch frei wählen und 1 Stunde lang lesen konnte. Ziel des Kurses ist es, die Schüler zu ermutigen, andere Fächer als den Lehrplan zu lesen.

In der Bibliothek, als ich mir die Bücher in den Regalen ansah, bemerkte ich riesige Bücher, insgesamt 5.000 Seiten in 5 Teilen. Der Name des Buches ist The Encyclopedia of Technology, der alles um uns herum beschreibt, vom absoluten Nullpunkt bis hin zu Halbleitern, fast jede Technologie wurde zu dieser Zeit mit bunten Illustrationen und einfachen Worten erklärt. Ich fing an, die Enzyklopädie zu lesen, und natürlich war ich nicht in der Lage, sie in der 1-stündigen wöchentlichen Klasse zu beenden.

Also überzeugte ich meinen Vater, die Enzyklopädie zu kaufen. Mein Vater hat zu Beginn meines Lebens alle Technologie-Tools für mich gekauft, den ersten Computer und die erste Technologie-Enzyklopädie, und beide haben einen großen Einfluss auf mich und meine Karriere.

Ich habe die gesamte Enzyklopädie in den gleichen Sommerferien dieses Jahres beendet, und dann habe ich angefangen zu sehen, wie das Universum funktioniert und wie man dieses Wissen auf alltägliche Probleme anwendet.

Meine Leidenschaft für die Technologie begann vor mehr als 30 Jahren und die Reise geht weiter.

Dieses Buch ist Teil von The Encyclopedia of Emerging Technologies, was mein Versuch ist, den Lesern die gleiche erstaunliche Erfahrung zu bieten, die ich in der High School hatte, aber anstelle von Technologien des 20. Jahrhunderts interessiere ich mich mehr für die aufkommenden Technologien, Anwendungen und Branchenlösungen des 21. Jahrhunderts.

The Encyclopedia of Emerging Technologies wird aus 365 Büchern bestehen, wobei sich jedes Buch auf eine einzige aufstrebende Technologie konzentriert. Sie können die Liste der aufkommenden Technologien und ihre Kategorisierung nach Branchen im Teil Coming Soon am Ende des Buches lesen.

365 Bücher, um den Lesern die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen über eine einzige aufstrebende Technologie jeden Tag innerhalb eines Jahres zu erweitern.

Einleitung

Wie habe ich dieses Buch geschrieben?

In jedem Buch von The Encyclopedia of Emerging Technologies versuche ich, sofortige, rohe Sucheinblicke zu erhalten, direkt aus den Köpfen der Menschen, um ihre Fragen über die aufkommende Technologie zu beantworten.

Es gibt 3 Milliarden Google-Suchen jeden Tag, und 20% davon wurden noch nie zuvor gesehen. Sie sind wie ein direkter Draht zu den Gedanken der Menschen.

Manchmal ist das Wie entferne ich Papierstau. Zu anderen Zeiten sind es die zermürbenden Ängste und geheimen Sehnsüchte, die sie immer nur mit Google teilen würden.

In meinem Bestreben, eine unerschlossene Goldmine von Inhaltsideen über Optischer Transistor zu entdecken, verwende ich viele Werkzeuge, um Daten von Suchmaschinen wie Google automatisch zu vervollständigen, und kurbele dann schnell jede nützliche Phrase und Frage aus, die die Leute um das Keyword Optischer Transistor stellen.

Es ist eine Goldgrube an Einblicken in die Menschen, die ich nutzen kann, um frische, äußerst nützliche Inhalte, Produkte und Dienstleistungen zu erstellen. Die freundlichen Leute, wie du, die wirklich wollen.

Die Personensuche ist der wichtigste Datensatz, der jemals über die menschliche Psyche gesammelt wurde. Daher ist dieses Buch ein Live-Produkt und wird ständig durch immer mehr Antworten auf neue Fragen zum Thema Optischer Transistor aktualisiert, die von Menschen wie Ihnen und mir gestellt werden, die sich über diese neue aufstrebende Technologie wundern und mehr darüber erfahren möchten.

Der Ansatz für das Schreiben dieses Buches besteht darin, ein tieferes Verständnis dafür zu bekommen, wie Menschen um Optical Transistor herum suchen, Fragen und Fragen aufzudecken, die ich nicht unbedingt aus dem Kopf denken würde, und diese Fragen in super einfachen und verdaulichen Worten zu beantworten und das Buch auf unkomplizierte Weise zu navigieren.

Wenn es also darum geht, dieses Buch zu schreiben, habe ich sichergestellt, dass es so optimiert und zielgerichtet wie möglich ist. Dieser Buchzweck hilft den Menschen, ihr Wissen über Optische Transistoren weiter zu verstehen und zu erweitern. Ich versuche, die Fragen der Leute so genau wie möglich zu beantworten und viel mehr zu zeigen.

Es ist eine fantastische und schöne Möglichkeit, Fragen und Probleme, die die Menschen haben, zu erforschen und direkt zu beantworten und dem Inhalt des Buches Einblicke, Validierung und Kreativität hinzuzufügen - sogar Pitches und Vorschläge. Das Buch deckt reiche, weniger überfüllte und manchmal überraschende Forschungsbereiche auf, die ich sonst nicht erreichen würde. Es besteht kein Zweifel, dass erwartet wird, dass es das Wissen der Köpfe der potenziellen Leser erhöht, nachdem sie das Buch mit diesem Ansatz gelesen haben.

Ich habe einen einzigartigen Ansatz angewendet, um den Inhalt dieses Buches immer frisch zu machen. Dieser Ansatz hängt davon ab, den Köpfen der Menschen zuzuhören, indem sie die Such-Listening-Tools verwenden. Dieser Ansatz hat mir geholfen:

Treffen Sie die Leser genau dort, wo sie sind, damit ich relevante Inhalte erstellen kann, die einen Nerv treffen und mehr Verständnis für das Thema fördern.

Halten Sie meinen Finger fest am Puls der Zeit, damit ich Updates erhalten kann, wenn Menschen auf neue Weise über diese aufkommende Technologie sprechen, und Trends im Laufe der Zeit überwachen kann.

Entdecken Sie versteckte Schätze von Fragen, die Antworten auf die aufkommende Technologie benötigen, um unerwartete Einblicke und versteckte Nischen zu entdecken, die die Relevanz des Inhalts steigern und ihm einen Gewinnvorteil verschaffen.

Der Baustein für das Schreiben dieses Buches umfasst Folgendes:

(1) Ich habe aufgehört, die Zeit mit Bauchgefühl und Rätselraten über den von den Lesern gewünschten Inhalt zu verschwenden, den Buchinhalt mit dem gefüllt, was die Leute brauchen, und mich von den endlosen Inhaltsideen verabschiedet, die auf Spekulationen basieren.

(2) Ich habe solide Entscheidungen getroffen und weniger Risiken eingegangen, um in der ersten Reihe zu dem zu gelangen, was die Leute lesen und wissen wollen - in Echtzeit - und Suchdaten zu verwenden, um mutige Entscheidungen darüber zu treffen, welche Themen aufgenommen und welche Themen ausgeschlossen werden sollen.

(3) Ich habe meine Content-Produktion gestrafft, um Content-Ideen zu identifizieren, ohne manuell einzelne Meinungen durchforsten zu müssen, um Tage und sogar Wochen Zeit zu sparen.

Es ist wunderbar, den Menschen zu helfen, ihr Wissen auf einfache Weise zu erweitern, indem sie nur ihre Fragen beantworten.

Ich denke, der Ansatz des Schreibens dieses Buches ist einzigartig, da es die wichtigen Fragen der Leser in Suchmaschinen sammelt und verfolgt.

Bestätigungen

Ein Buch zu schreiben ist schwieriger als ich dachte und lohnender, als ich es mir jemals hätte vorstellen können. Nichts davon wäre ohne die Arbeit renommierter Forscher möglich gewesen, und ich möchte ihre Bemühungen würdigen, das Wissen der Öffentlichkeit über diese aufstrebende Technologie zu erhöhen.

Widmung

An die Erleuchteten, diejenigen, die die Dinge anders sehen und wollen, dass die Welt besser wird - sie mögen den Status quo oder den bestehenden Staat nicht. Du kannst mit ihnen zu sehr nicht einverstanden sein, und du kannst noch mehr mit ihnen streiten, aber du kannst sie nicht ignorieren, und du kannst sie nicht unterschätzen, weil sie immer Dinge verändern ... sie treiben die Menschheit voran, und während einige sie als die Verrückten oder Amateure sehen, sehen andere Genies und Innovatoren, weil diejenigen, die erleuchtet genug sind, um zu denken, dass sie die Welt verändern können, diejenigen sind, die es tun und die Menschen zur Erleuchtung führen.

Epigraph

Ein optischer Transistor, auch bekannt als optischer Schalter oder Lichtventil, ist ein Gerät, das optische Signale schaltet oder verstärkt. Licht, das am Eingang eines optischen Transistors auftritt, ändert die Intensität des vom Transistorausgang emittierten Lichts, während die Ausgangsleistung von einer zusätzlichen optischen Quelle geliefert wird. Da die Eingangssignalintensität schwächer sein kann als die der Quelle, verstärkt ein optischer Transistor das optische Signal. Das Gerät ist das optische Analogon des elektronischen Transistors, das die Grundlage moderner elektronischer Geräte bildet. Optische Transistoren bieten ein Mittel, um Licht nur mit Licht zu steuern und haben Anwendungen in optischen Computer- und Glasfaserkommunikationsnetzwerken. Eine solche Technologie hat das Potenzial, die Geschwindigkeit der Elektronik zu übertreffen und gleichzeitig mehr Strom zu sparen.

Inhaltsverzeichnis

Andere Bücher von The Author

Serie von The Author

Optischer Transistor

Urheberrecht

Bonus

Vorwort

Einleitung

Bestätigungen

Widmung

Epigraph

Inhaltsverzeichnis

Kapitel 1: Optischer Transistor

Kapitel 2: Bandlücke

Kapitel 3: Photonik

Kapitel 4: Zeitleiste des Quantencomputings und der Quantenkommunikation

Kapitel 5: Polariton

Kapitel 6: Pockels-Effekt

Kapitel 7: Quantennetzwerk

Kapitel 8: Optisches Rechnen

Kapitel 9: Frequenzkamm

Kapitel 10: Photonischer integrierter Schaltkreis

Kapitel 11: Silizium-Photonik

Kapitel 12: Yoshihisa Yamamoto (Wissenschaftler)

Kapitel 13: Einzelphotonenquelle

Kapitel 14: Exziton-Polariton

Kapitel 15: Jaynes Cummings Hubbard Modell

Kapitel 16: Lineares optisches Quantencomputing

Kapitel 17: Plasmonik

Kapitel 18: Integrierte Quantenphotonik

Kapitel 19: Bose Einstein Kondensation von Polaritonen

Kapitel 20: Quantenpunkt-Einzelphotonenquelle

Kapitel 21: Quantenspeicher

Epilog

Über den Autor

Demnächst

Anhänge: Neue Technologien in jeder Branche

Kapitel 1: Optischer Transistor

Ein optischer Transistor ist ein Gerät, das optische Impulse schaltet oder verstärkt. Es wird auch als optischer Schalter oder Lichtventil bezeichnet. Licht, das durch den Eingang eines optischen Transistors fällt, verändert die Intensität des vom Ausgang des Transistors emittierten Lichts, während die Ausgangsleistung von einer separaten optischen Quelle geliefert wird. Da die Intensität des Eingangssignals niedriger sein kann als die der Quelle, verstärkt ein optischer Transistor das optische Signal. Das Gerät ist das optische Äquivalent des elektronischen Transistors, der als Grundlage moderner elektronischer Technologien dient. Optische Transistoren werden in optischen Computer- und Glasfaserkommunikationsnetzwerken verwendet, um Licht nur mit Licht zu steuern. Eine solche Technologie hat das Potenzial, die Elektronik in Bezug auf die Geschwindigkeit zu übertreffen und gleichzeitig Strom zu sparen.

Da Photonen nicht grundlegend interagieren, muss ein optischer Transistor ein Betriebsmedium verwenden, um Wechselwirkungen zu vermitteln. Dies geschieht ohne die Notwendigkeit eines Zwischenschritts der Übersetzung optischer in elektrische Signale. Implementierungen mit einer Vielzahl von Betriebsmedien wurden vorgeschlagen und getestet. Ihre Fähigkeit, mit moderner Elektronik zu konkurrieren, ist derzeit jedoch begrenzt.

Inhalt

1 Anwendungsbereiche

2 Vergleich mit Elektronik

3 Implementierungen

4 Siehe auch

5 Literatur

Anträge

Glasfaser-Kommunikationsnetze könnten vom Einsatz optischer Transistoren profitieren. Obwohl Glasfaserkabel zum Übertragen von Daten verwendet werden, werden Aufgaben wie das Signalrouting elektronisch durchgeführt. Dies erfordert eine optisch-elektronisch-optische Umwandlung, was zu Engpässen führt. Die rein optische digitale Signalverarbeitung und das Routing sind theoretisch mit optischen Transistoren möglich, die in photonischen integrierten Schaltkreisen platziert sind. Die gleichen Komponenten könnten verwendet werden, um neue Arten von optischen Verstärkern zu entwickeln, die die Signaldämpfung entlang von Übertragungsleitungen korrigieren.

Der Bau eines optischen Digitalcomputers, bei dem Komponenten photonen statt elektronen verarbeiten, ist eine komplexere Anwendung optischer Transistoren. Darüber hinaus könnten optische Transistoren, die einzelne Photonen verwenden, zu einem grundlegenden Aspekt der Quanteninformationsverarbeitung werden, so dass sie selektiv einzelne Quanteninformationseinheiten, sogenannte Qubits, ansprechen können.

Im Gegensatz zu elektronischen Transistoren, die unter Single-Event-Störungen leiden  , können optische Transistoren immun gegen die intensive Strahlung des Weltraums und außerirdischer Welten sein.

Vergleich mit Elektronik

Der am häufigsten genannte Grund für optische Logik ist, dass die Schaltzeiten in optischen Transistoren wesentlich schneller sein können als in herkömmlichen elektronischen Transistoren. Denn die Lichtgeschwindigkeit in einem optischen Medium ist oft deutlich schneller als die Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Halbleitern, ist dies der Fall.

Optische Transistoren können direkt an Glasfaserkabel angeschlossen werden, während die Elektronik eine Kopplung über Photodetektoren, LEDs oder Laser erfordert. Die natürlichere Integration von rein optischen Signalprozessoren mit Glasfaser würde die Komplexität und Verzögerung beim Signalrouting und bei der anderen Signalverarbeitung in optischen Kommunikationsnetzen reduzieren.

Es ist noch unklar, ob die optische Verarbeitung die Energie, die zum Schalten eines einzelnen Transistors erforderlich ist, auf weniger als die von elektrischen Transistoren benötigte Energie senken kann. Um wettbewerbsfähig zu sein, müssen Transistoren bei jedem Vorgang ein paar Dutzend Photonen verwenden. Es ist jedoch offensichtlich, dass dies mit den vorgeschlagenen Einzelphotonentransistoren für die Quanteninformationsverarbeitung möglich ist.

Der größte Vorteil der optischen Logik gegenüber der elektronischen Logik ist der geringere Stromverbrauch. Dies ist auf die fehlende Kapazität in den Verbindungen zwischen den einzelnen Logikgattern zurückzuführen. Die Übertragungsleitung in der Elektronik muss auf die Signalspannung geladen werden. Wenn die Länge einer Übertragungsleitung gleich der eines einzelnen Gatters ist, übersteigt seine Kapazität die Kapazität der Transistoren in einem Logikgatter. Einer der größten Energieverluste in der elektronischen Logik ist das Laden von Übertragungsleitungen. Dieser Verlust wird durch optische Kommunikation vermieden, bei der nur genügend Energie über eine Leitung übertragen wird, um einen optischen Transistor am empfangenden Ende umzudrehen. Diese Tatsache hat eine bedeutende Rolle bei der Einführung von Glasfasern für die Fernkommunikation gespielt, aber sie muss noch auf Mikroprozessorebene genutzt werden.

Abgesehen von den potenziellen Vorteilen einer höheren Geschwindigkeit, eines geringeren Stromverbrauchs und einer hohen Kompatibilität mit optischen Kommunikationsnetzwerken müssen optische Transistoren eine Reihe von Kriterien erfüllen, bevor sie mit der Elektronik konkurrieren können. Keine einzelne Lösung hat bisher alle diese Kriterien erfüllt und gleichzeitig die Geschwindigkeit und den Stromverbrauch modernster Elektronik übertroffen.

Zu den Kriterien gehören:

Fan-out - Der Transistorausgang muss in der richtigen Form sein und über genügend Leistung verfügen, um die Eingänge von mindestens zwei Transistoren mit Strom zu versorgen. Das bedeutet, dass die Wellenlängen am Ein- und Ausgang sowie die Strahl- und Pulsformen konsistent sein müssen.

Wiederherstellung des Logikpegels - Das Signal muss von jedem Transistor gereinigt werden. Rauschen und Verschlechterungen der Signalqualität müssen entfernt werden, damit sie sich nicht durch das System ausbreiten und sich ansammeln, um Fehler zu erzeugen.

Logikpegel ist verlustunabhängig - In der optischen Kommunikation nimmt die Signalstärke aufgrund der Lichtabsorption im Glasfaserkabel mit der Entfernung ab. Infolgedessen kann bei Verbindungen beliebiger Länge eine einfache Intensitätsschwelle nicht zwischen Ein- und Aussignalen unterscheiden. Um Fehler zu vermeiden, muss das System Nullen und Einsen bei mehreren Frequenzen kodieren und eine differenzielle Signalisierung verwenden, bei der das Verhältnis oder die Differenz in zwei verschiedenen Leistungen das Logiksignal überträgt.

Ausführungen

Es wurden mehrere Ansätze zur Implementierung rein optischer Transistoren vorgestellt. Ein Proof of Concept wurde unter zahlreichen Umständen experimentell nachgewiesen. Einige der Designs basieren auf:

elektromagnetisch induzierte Transparenz

wobei die Übertragung durch einen geringeren Fluss von Gate-Photonen in einem optischen Hohlraum oder Mikroresonator reguliert wird

durch die Adressierung hochwechselwirkender Teilchen im freien Raum, d.h. ohne Resonator behauptet Rydberg

ein Netzwerk indirekter Exzitonen (bestehend aus gebundenen Elektronenpaaren und Löchern in doppelten Quantentöpfen mit einem statischen Dipolmoment). Aufgrund ihrer Dipolorientierung interagieren indirekte Exzitonen, die durch Licht erzeugt werden und zerfallen, um Licht zu emittieren, stark.

ein System von Mikrokavitätspolaritonen (Exziton-Polaritonen innerhalb einer optischen Mikrokavität), in dem Polaritonen, wie Exzitonen-basierte optische Transistoren, effektive Wechselwirkungen zwischen Photonen ermöglichen

photonische Kristallhohlräume mit einem aktiven Raman-Gewinnmedium

Für Quanteninformationsanwendungen moduliert ein Hohlraumschalter die Hohlraumeigenschaften im Zeitbereich.

Nanodraht-basierte Hohlräume mit polarotonischen Wechselwirkungen für optisches Schalten

Mikroringe aus Silizium , die in den Verlauf eines optischen Signals gelegt werden Gate-Photonen erhitzen den Silizium-Mikroring, wodurch eine Verschiebung der optischen Resonanzfrequenz und infolgedessen eine Änderung der Transparenz bei einer bestimmten optischen Versorgungsfrequenz entsteht.

ein optischer Doppelspiegelhohlraum mit etwa 20.000 Cäsiumatomen, die von einer optischen Pinzette eingefangen und auf wenige Mikrokelvin lasergekühlt wurden Da das Cäsiumensemble nicht mit Licht interagierte, war es durchscheinend. Die Länge eines Rundlaufs zwischen den Hohlraumspiegeln war ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der einfallenden Lichtquelle, so dass der Hohlraum das Licht der Quelle übertragen konnte. Photonen aus dem Gate-Lichtfeld drangen von der Seite in den Hohlraum ein, wo sie mit einem zusätzlichen Kontrolllichtfeld interagierten, den Zustand eines einzelnen Atoms änderten, um mit dem optischen Feld des Hohlraums in Resonanz zu stehen, die Resonanzwellenlänge des Feldes zu ändern und die Übertragung des Quellfeldes zu blockieren, wodurch das Gerät umgeschaltet wurde. Während das veränderte Atom unbekannt bleibt, erlaubt die Quanteninterferenz, das Gate-Photon aus