esearchers żviluppaw ċippa estremament rqiqa b'ċirkwit fotoniku integrat li jista 'jintuża biex jisfrutta l-hekk imsejjaħ distakk tat-terahertz - li jinsab bejn 0.3-30THz fl-ispettru elettromanjetiku - għall-ispettroskopija u l-immaġini.
Dan il-vojt bħalissa huwa xi ħaġa ta 'żona mejta teknoloġika, li tiddeskrivi frekwenzi li huma mgħaġġla wisq għall-apparati elettroniċi u tat-telekomunikazzjoni tal-lum, iżda bil-mod wisq għall-applikazzjonijiet tal-ottika u tal-immaġini.
Madankollu, iċ-ċippa l-ġdida tax-xjenzati issa tippermettilhom jipproduċu mewġ terahertz bi frekwenza, wavelength, amplitudni u fażi mfassla apposta.Kontroll preċiż bħal dan jista' jippermetti li r-radjazzjoni tat-terahertz tiġi sfruttata għall-applikazzjonijiet tal-ġenerazzjoni li jmiss kemm fl-isfera elettronika kif ukoll fl-isfera ottika.
Ix-xogħol, imwettaq bejn l-EPFL, l-ETH Zurich u l-Università ta’ Harvard, ġie ppubblikat fiKomunikazzjonijiet tan-Natura.
Cristina Benea-Chelmus, li mexxiet ir-riċerka fil-Laboratorju tal-Fotonika Ibrida (HYLAB) fl-Iskola tal-Inġinerija tal-EPFL, spjegat li filwaqt li mewġ terahertz ġew prodotti f'ambjent tal-laboratorju qabel, approċċi preċedenti ddependu primarjament fuq kristalli bl-ingrossa biex jiġġeneraw it-tajjeb. frekwenzi.Minflok, l-użu tal-laboratorju tagħha taċ-ċirkwit fotoniku, magħmul minn nijobat tal-litju u nċiżi fin fuq l-iskala tan-nanometru minn kollaboraturi fl-Università ta 'Harvard, jagħmel approċċ ħafna aktar razzjonalizzat.L-użu ta 'sottostrat tas-silikon jagħmel ukoll l-apparat adattat għall-integrazzjoni f'sistemi elettroniċi u ottiċi.
"Il-ġenerazzjoni ta 'mewġ fi frekwenzi għoljin ħafna hija ta' sfida kbira, u hemm ftit tekniki li jistgħu jiġġenerawhom b'xejriet uniċi," spjegat."Issa nistgħu nagħmlu l-inġinerija tal-forma temporali eżatta tal-mewġ terahertz - biex ngħidu essenzjalment," Irrid forma tal-mewġ li tidher bħal din."
Biex jinkiseb dan, il-laboratorju ta’ Benea-Chelmus iddisinja l-arranġament tal-kanali taċ-ċippa, imsejħa waveguides, b’tali mod li antenni mikroskopiċi jistgħu jintużaw biex ixandar mewġ terahertz iġġenerat mid-dawl minn fibri ottiċi.
“Il-fatt li l-apparat tagħna diġà jagħmel użu minn sinjal ottiku standard huwa tassew ta’ vantaġġ, għax ifisser li dawn iċ-ċipep il-ġodda jistgħu jintużaw ma’ lasers tradizzjonali, li jaħdmu tajjeb ħafna u li huma mifhuma tajjeb ħafna.Ifisser li l-apparat tagħna huwa kompatibbli mat-telekomunikazzjoni,” saħaq Benea-Chelmus.Żiedet li tagħmir minjaturizzat li jibgħat u jirċievi sinjali fil-medda tat-terahertz jista’ jkollu rwol ewlieni fis-sistemi mobbli tas-sitt ġenerazzjoni (6G).
Fid-dinja tal-ottika, Benea-Chelmus jara potenzjal partikolari għal ċipep tan-nijobat tal-litju minjaturizzat fl-ispettroskopija u l-immaġini.Minbarra li mhumiex jonizzanti, il-mewġ tat-terahertz huma ta' enerġija ferm inqas minn ħafna tipi oħra ta' mewġ (bħal raġġi-x) li bħalissa jintużaw biex jipprovdu informazzjoni dwar il-kompożizzjoni ta' materjal – kemm jekk hux għadam jew pittura taż-żejt.Apparat kompatt u mhux distruttiv bħaċ-ċippa tal-litju niobate jista' għalhekk jipprovdi alternattiva inqas invażiva għat-tekniki spetrografiċi attwali.
"Tista 'timmaġina li tibgħat radjazzjoni terahertz permezz ta' materjal li inti interessat fih u tanalizzaha biex tkejjel ir-rispons tal-materjal, skont l-istruttura molekulari tiegħu.Dan kollu minn apparat iżgħar minn ras tas-sulfarina,” qalet.
Sussegwentement, Benea-Chelmus qed jippjana li jiffoka fuq it-tweaking tal-proprjetajiet tal-gwidi tal-mewġ u l-antenni taċ-ċippa biex jinġiebu forom tal-mewġ b'amplitudnijiet akbar, u frekwenzi u rati ta 'decay aktar irfinati.Hija tara wkoll potenzjal li t-teknoloġija tat-terahertz żviluppata fil-laboratorju tagħha tkun utli għall-applikazzjonijiet quantum.
“Hemm ħafna mistoqsijiet fundamentali x’tindirizza;pereżempju, aħna interessati jekk nistgħux nużaw ċipep bħal dawn biex niġġeneraw tipi ġodda ta 'radjazzjoni kwantistika li jistgħu jiġu manipulati fuq skali ta' żmien estremament qosra.Mewġ bħal dan fix-xjenza quantum jistgħu jintużaw biex jikkontrollaw oġġetti quantum,” temmet tgħid.
Ħin tal-post: Frar-14-2023