изилдөөчүлөр спектроскопия жана сүрөттөө үчүн электромагниттик спектрде 0,3-30 THz арасында жайгашкан терагерц ажырымын пайдалануу үчүн колдонула турган интегралдык фотоникалык схемасы бар өтө ичке чипти иштеп чыгышты.
Бул боштук азыркы кездеги электроника жана телекоммуникациялык түзүлүштөр үчүн өтө тез, бирок оптика жана сүрөттөө үчүн өтө жай болгон жыштыктарды сүрөттөгөн технологиялык өлүк аймак.
Бирок, илимпоздордун жаңы чиптери азыр аларга ылайыкташтырылган жыштык, толкун узундугу, амплитудасы жана фазасы менен терагерц толкундарын чыгарууга мүмкүндүк берет. Мындай так башкаруу терагерц нурлануусун электрондук жана оптикалык чөйрөлөрдөгү кийинки муундагы колдонмолор үчүн колдонууга мүмкүндүк берет.
EPFL, ETH Zurich жана Гарвард университетинин ортосунда жүргүзүлгөн иш-жылы басылып чыкканNature Communications.
EPFLнин Инженердик мектебинин Гибриддик фотоника лабораториясында (HYLAB) изилдөөнү жетектеген Кристина Бенеа-Челмус терагерц толкундары мурда лабораториялык шартта өндүрүлгөн, бирок мурунку ыкмалар туура жыштыктарды түзүү үчүн биринчи кезекте жапырт кристаллдарга таянганын түшүндүрдү. Анын ордуна, анын лабораториясында литий ниобатынан жасалган жана Гарвард университетинин кызматкерлери тарабынан нанометрдик масштабда майдаланган фотоникалык схеманы колдонуу бир топ жөнөкөйлөштүрүлгөн ыкманы түзөт. Кремний субстратын колдонуу да аппаратты электрондук жана оптикалык системаларга интеграциялоо үчүн ылайыктуу кылат.
"Өтө жогорку жыштыктарда толкундарды жаратуу өтө кыйын жана аларды уникалдуу үлгүлөр менен жарата ала турган ыкмалар өтө аз", - деп түшүндүрдү ал. "Азыр биз терагерц толкундарынын так убактылуу формасын түзө алдык - "Мен мындай көрүнгөн толкун формасын каалайм" деп айта алабыз."
Буга жетишүү үчүн Бенеа-Челмустун лабораториясы микроскопиялык антенналарды оптикалык жипчелерден жарык пайда кылган терагерц толкундарын таратуу үчүн колдонула тургандай кылып, толкун өткөргүчтөр деп аталган микросхемалардын каналдарын түзүштү.
"Биздин аппарат стандарттык оптикалык сигналды колдонуп жатканы чындыгында эле артыкчылык болуп саналат, анткени бул жаңы микросхемаларды салттуу лазерлер менен колдонсо болот, алар абдан жакшы иштейт жана абдан жакшы түшүнүлөт. Бул биздин аппараттын телекоммуникацияга шайкеш экенин билдирет ", - деп баса белгиледи Бенеа-Челмус. Ал терагерц диапазонундагы сигналдарды жөнөтүүчү жана кабыл алган кичирейтилген түзүлүштөр алтынчы муундагы мобилдик системаларда (6G) негизги ролду ойной аларын кошумчалады.
Оптика дүйнөсүндө Бенеа-Челмус спектроскопияда жана сүрөттөөдө кичирейтилген литий ниобат чиптери үчүн өзгөчө потенциалды көрөт. Иондоштуруудан тышкары, терагерц толкундары учурда материалдын курамы жөнүндө маалымат берүү үчүн колдонулган толкундардын башка көптөгөн түрлөрүнөн (мисалы, рентген нурларынан) бир топ төмөн энергияга ээ. Ошентип, литий ниобат чиптери сыяктуу компакттуу, кыйратуучу аппарат азыркы спектрографиялык ыкмаларга азыраак инвазивдүү альтернатива бере алат.
"Сизди кызыктырган материал аркылуу терагерц нурлануусун жөнөтүп, анын молекулалык түзүлүшүнө жараша материалдын реакциясын өлчөө үчүн аны талдоону элестете аласыз. Мунун баары ширеңкенин башынан да кичине аппараттан" деди ал.
Андан кийин, Бенеа-Челмус чиптин толкун өткөргүчтөрүнүн жана антенналарынын касиеттерин чоңураак амплитудалары жана кылдат жөндөлгөн жыштыктары жана ажыроо ылдамдыгы менен инженердик толкун формаларына өзгөртүүгө көңүл бурууну пландаштырууда. Ал ошондой эле өзүнүн лабораториясында иштелип чыккан терагерц технологиясынын кванттык колдонмолор үчүн пайдалуу болоорун көрөт.
"Көптөгөн фундаменталдуу суроолорду чечүү керек; мисалы, биз мындай микросхемаларды өтө кыска убакыт аралыгында башкара ала турган кванттык нурлануунун жаңы түрлөрүн жаратуу үчүн колдоно алабызбы деген суроого кызыкдарбыз. Квант илиминдеги мындай толкундар кванттык объекттерди башкаруу үчүн колдонулушу мүмкүн", - деп жыйынтыктады ал.
Посттун убактысы: 2023-жылдын 14-февралына чейин
