Studiuesit kanë zhvilluar një çip jashtëzakonisht të hollë me një qark fotonik të integruar që mund të përdoret për të shfrytëzuar të ashtuquajturin boshllëk terahertz - që shtrihet midis 0.3-30 THz në spektrin elektromagnetik - për spektroskopi dhe imazhe.
Ky hendek është aktualisht diçka si një zonë e vdekur teknologjike, duke përshkruar frekuenca që janë shumë të shpejta për pajisjet e sotme elektronike dhe telekomunikuese, por shumë të ngadalta për aplikacionet optike dhe imazherike.
Megjithatë, çipi i ri i shkencëtarëve tani u mundëson atyre të prodhojnë valë terahertz me frekuencë, gjatësi vale, amplitudë dhe fazë të përshtatur.Një kontroll i tillë i saktë mund të mundësojë shfrytëzimin e rrezatimit terahertz për aplikimet e gjeneratës së ardhshme si në fushën elektronike ashtu edhe në atë optike.
Puna, e kryer midis EPFL, ETH Cyrih dhe Universitetit të Harvardit, është botuar nëNature Communications.
Cristina Benea-Chelmus, e cila udhëhoqi kërkimin në Laboratorin e Fotonikës Hibride (HYLAB) në Shkollën e Inxhinierisë së EPFL, shpjegoi se ndërsa valët terahertz janë prodhuar në një mjedis laboratorik më parë, qasjet e mëparshme janë mbështetur kryesisht në kristalet me shumicë për të gjeneruar të drejtën. frekuencave.Në vend të kësaj, përdorimi i qarkut fotonik nga laboratori i saj, i bërë nga niobati i litiumit dhe i gdhendur imët në shkallën nanometër nga bashkëpunëtorët në Universitetin e Harvardit, bën një qasje shumë më të efektshme.Përdorimi i një substrati silikoni gjithashtu e bën pajisjen të përshtatshme për t'u integruar në sistemet elektronike dhe optike.
"Gjenerimi i valëve në frekuenca shumë të larta është jashtëzakonisht sfidues dhe ka shumë pak teknika që mund t'i gjenerojnë ato me modele unike," shpjegoi ajo."Tani jemi në gjendje të krijojmë formën e saktë kohore të valëve terahertz - për të thënë në thelb, 'Unë dua një formë vale që duket si kjo'."
Për të arritur këtë, laboratori i Benea-Chelmus krijoi rregullimin e kanaleve të çipit, të quajtur valeguide, në mënyrë të tillë që antenat mikroskopike të mund të përdoren për të transmetuar valë terahertz të krijuara nga drita nga fibrat optike.
“Fakti që pajisja jonë tashmë përdor një sinjal optik standard është me të vërtetë një avantazh, sepse do të thotë se këto çipa të rinj mund të përdoren me lazer tradicionalë, të cilët funksionojnë shumë mirë dhe kuptohen shumë mirë.Kjo do të thotë se pajisja jonë është e përputhshme me telekomunikacionin,” theksoi Benea-Chelmus.Ajo shtoi se pajisjet e miniaturës që dërgojnë dhe marrin sinjale në intervalin terahertz mund të luajnë një rol kyç në sistemet celulare të gjeneratës së gjashtë (6G).
Në botën e optikës, Benea-Chelmus sheh një potencial të veçantë për çipat e miniaturës së niobatit të litiumit në spektroskopi dhe imazhe.Përveç të qenit jojonizues, valët terahertz kanë energji shumë më të ulët se shumë lloje të tjera valësh (të tilla si rrezet x) që përdoren aktualisht për të dhënë informacion në lidhje me përbërjen e një materiali – qoftë kockë apo pikturë vaji.Një pajisje kompakte, jo shkatërruese si çipi i niobatit të litiumit mund të sigurojë një alternativë më pak invazive ndaj teknikave aktuale spektrografike.
“Ju mund të imagjinoni dërgimin e rrezatimit terahertz përmes një materiali që ju intereson dhe ta analizoni atë për të matur reagimin e materialit, në varësi të strukturës së tij molekulare.E gjithë kjo nga një pajisje më e vogël se një kokë shkrepse”, tha ajo.
Më pas, Benea-Chelmus planifikon të përqendrohet në ndryshimin e vetive të valëve dhe antenave të çipit për të inxhinieruar forma valore me amplituda më të mëdha dhe frekuenca më të akorduara dhe ritme të prishjes.Ajo gjithashtu sheh potencialin që teknologjia terahertz e zhvilluar në laboratorin e saj të jetë e dobishme për aplikimet kuantike.
“Ka shumë pyetje themelore për t'u adresuar;për shembull, ne jemi të interesuar nëse mund të përdorim çipa të tillë për të gjeneruar lloje të reja të rrezatimit kuantik që mund të manipulohen në afate kohore jashtëzakonisht të shkurtra.Valë të tilla në shkencën kuantike mund të përdoren për të kontrolluar objektet kuantike, "përfundoi ajo.
Koha e postimit: Shkurt-14-2023