tadqiqotchilar spektroskopiya va tasvirlash uchun elektromagnit spektrda 0,3-30 THZ oralig'ida joylashgan terahertz bo'shlig'idan foydalanish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan integral fotonik sxemaga ega bo'lgan juda nozik chipni ishlab chiqdilar.
Bu bo'shliq bugungi kunda elektronika va telekommunikatsiya qurilmalari uchun juda tez, lekin optika va tasvirlash ilovalari uchun juda sekin chastotalarni tavsiflovchi texnologik o'lik zonadir.
Biroq, olimlarning yangi chipi endi ularga moslashtirilgan chastota, to'lqin uzunligi, amplituda va fazaga ega teragerts to'lqinlarini ishlab chiqarish imkonini beradi. Bunday aniq nazorat terahertz nurlanishini elektron va optik sohalarda keyingi avlod ilovalari uchun ishlatishga imkon beradi.
EPFL, ETH Zurich va Garvard universiteti o'rtasida olib borilgan ish nashr etilganTabiat bilan aloqa.
EPFL muhandislik maktabining Gibrid fotonika laboratoriyasida (HYLAB) tadqiqot olib borgan Kristina Benea-Chelmusning tushuntirishicha, teragerts to'lqinlari ilgari laboratoriya sharoitida ishlab chiqarilgan bo'lsa-da, avvalgi yondashuvlar to'g'ri chastotalarni yaratish uchun birinchi navbatda ommaviy kristallarga tayangan. Buning o'rniga, uning laboratoriyasida litiy niobatdan tayyorlangan va Garvard universiteti hamkorlari tomonidan nanometr shkalasida nozik chizilgan fotonik sxemadan foydalanish yanada soddalashtirilgan yondashuvni keltirib chiqaradi. Silikon substratdan foydalanish, shuningdek, qurilmani elektron va optik tizimlarga integratsiya qilish uchun mos qiladi.
"Juda yuqori chastotalarda to'lqinlarni yaratish juda qiyin va ularni noyob naqshlar bilan yarata oladigan texnikalar juda kam", deb tushuntirdi u. "Endi biz teragerts to'lqinlarining aniq vaqtinchalik shaklini ishlab chiqishga qodirmiz - "Men shunday ko'rinadigan to'lqin shaklini xohlayman" deylik."
Bunga erishish uchun Benea-Chelmus laboratoriyasi mikroskopik antennalar optik tolalardan yorug'lik natijasida hosil bo'lgan terahertz to'lqinlarini uzatish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan tarzda to'lqin o'tkazgichlar deb ataladigan chipning kanallar tartibini yaratdi.
"Bizning qurilmamiz allaqachon standart optik signaldan foydalanayotgani haqiqatan ham afzallik, chunki bu yangi chiplarni an'anaviy lazerlar bilan ishlatish mumkinligini anglatadi, ular juda yaxshi ishlaydi va juda yaxshi tushuniladi. Bu bizning qurilmamiz telekommunikatsiyalarga mos ekanligini anglatadi", dedi Benea-Chelmus. Uning qo‘shimcha qilishicha, terahertz diapazonida signallarni yuboruvchi va qabul qiluvchi miniatyuralashtirilgan qurilmalar oltinchi avlod mobil tizimlarida (6G) asosiy rol o‘ynashi mumkin.
Optika olamida Benea-Chelmus spektroskopiya va tasvirlashda miniatyuralashtirilgan lityum niobat chiplari uchun alohida imkoniyatlarni ko'radi. Ionlashtirmaslikdan tashqari, teragerts to'lqinlari hozirgi vaqtda materialning tarkibi haqida ma'lumot berish uchun foydalaniladigan boshqa ko'plab turdagi to'lqinlarga (masalan, rentgen nurlari) qaraganda ancha past energiyaga ega - bu suyak yoki moyli rasm bo'ladimi. Litiy niobat chipi kabi ixcham, buzilmaydigan qurilma hozirgi spektrografik usullarga kamroq invaziv muqobil bo'lishi mumkin.
"Siz o'zingizni qiziqtirgan material orqali teragerts nurlanishini yuborishni va uni molekulyar tuzilishiga qarab materialning reaktsiyasini o'lchash uchun tahlil qilishni tasavvur qilishingiz mumkin. Bularning barchasi gugurt kallagidan kichikroq qurilmadan", dedi u.
Keyinchalik, Benea-Chelmus katta amplitudali to'lqin shakllarini yaratish va yanada nozik sozlangan chastotalar va parchalanish tezligini yaratish uchun chipning to'lqin o'tkazgichlari va antennalarining xususiyatlarini sozlashni rejalashtirmoqda. Shuningdek, u o'z laboratoriyasida ishlab chiqilgan terahertz texnologiyasining kvant ilovalari uchun foydali bo'lishi mumkinligini ko'radi.
"Ko'plab fundamental savollarni hal qilish kerak; masalan, biz bunday chiplardan juda qisqa vaqt oralig'ida boshqarilishi mumkin bo'lgan kvant nurlanishining yangi turlarini yaratish uchun foydalanishimiz mumkinmi yoki yo'qligi bilan qiziqamiz. Kvant fanidagi bunday to'lqinlar kvant ob'ektlarini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin ", deb xulosa qildi u.
Xabar vaqti: 2023 yil 14-fevral
