tədqiqatçılar spektroskopiya və görüntüləmə üçün elektromaqnit spektrində 0,3-30 THz arasında yerləşən sözdə terahertz boşluğundan istifadə etmək üçün istifadə edilə bilən inteqrasiya edilmiş fotonik sxemə malik olduqca nazik bir çip hazırladılar.
Bu boşluq hal-hazırda texnoloji ölü zona kimi bir şeydir və bugünkü elektronika və telekommunikasiya cihazları üçün çox sürətli, lakin optika və görüntüləmə tətbiqləri üçün çox yavaş olan tezlikləri təsvir edir.
Bununla belə, alimlərin yeni çipi indi onlara uyğunlaşdırılmış tezlik, dalğa uzunluğu, amplituda və faza ilə terahertz dalğaları istehsal etməyə imkan verir. Belə dəqiq nəzarət terahertz radiasiyasını həm elektron, həm də optik aləmdə gələcək nəsil tətbiqlər üçün istifadə etməyə imkan verə bilər.
EPFL, ETH Zurich və Harvard Universiteti arasında aparılan iş, nəşr olunduTəbiət Əlaqələri.
EPFL Mühəndislik Məktəbində Hibrid Fotonik Laboratoriyasında (HYLAB) tədqiqata rəhbərlik edən Cristina Benea-Chelmus izah etdi ki, terahertz dalğaları əvvəllər laboratoriya şəraitində istehsal edilsə də, əvvəlki yanaşmalar düzgün tezlikləri yaratmaq üçün ilk növbədə toplu kristallara əsaslanırdı. Bunun əvəzinə, onun laboratoriyasının Harvard Universitetindəki əməkdaşlar tərəfindən litium niobatdan hazırlanmış və nanometr miqyasında incə həkk olunmuş fotonik dövrədən istifadə etməsi daha sadələşdirilmiş bir yanaşma yaradır. Silikon substratın istifadəsi də cihazı elektron və optik sistemlərə inteqrasiya üçün əlverişli edir.
"Çox yüksək tezliklərdə dalğalar yaratmaq olduqca çətindir və onları unikal nümunələrlə yarada biləcək çox az texnika var" dedi. “Biz indi terahertz dalğalarının dəqiq müvəqqəti formasını tərtib edə bilirik – mahiyyətcə “Mən belə görünən bir dalğa forması istəyirəm” demək.”
Buna nail olmaq üçün Benea-Chelmusun laboratoriyası mikroskopik antenaların optik liflərdən işığın yaratdığı terahertz dalğalarını yayımlamaq üçün istifadə oluna bildiyi şəkildə dalğa ötürücüləri adlanan çipin kanalların təşkilini layihələndirdi.
"Cihazımızın artıq standart optik siqnaldan istifadə etməsi həqiqətən bir üstünlükdür, çünki bu o deməkdir ki, bu yeni çiplər çox yaxşı işləyən və çox yaxşı başa düşülən ənənəvi lazerlərlə istifadə oluna bilər. Bu o deməkdir ki, bizim cihaz telekommunikasiyaya uyğundur", - Benea-Chelmus vurğulayıb. O əlavə edib ki, terahertz diapazonunda siqnal göndərən və qəbul edən miniatürləşdirilmiş qurğular altıncı nəsil mobil sistemlərdə (6G) əsas rol oynaya bilər.
Optika dünyasında Benea-Chelmus spektroskopiya və təsvirdə miniatürləşdirilmiş litium niobat çipləri üçün xüsusi potensial görür. Qeyri-ionlaşdırıcı olmaqla yanaşı, terahertz dalğaları hal-hazırda materialın tərkibi haqqında məlumat vermək üçün istifadə olunan bir çox digər dalğa növlərindən (məsələn, rentgen şüaları) çox aşağı enerjiyə malikdir - istər sümük, istərsə də yağlı boya. Buna görə də, litium niobat çipi kimi yığcam, dağıdıcı olmayan cihaz, mövcud spektroqrafik üsullara daha az invaziv alternativ təmin edə bilər.
"Maraqlandığınız material vasitəsilə terahertz radiasiya göndərməyi və onun molekulyar quruluşundan asılı olaraq materialın reaksiyasını ölçmək üçün onu təhlil etməyi təsəvvür edə bilərsiniz. Bütün bunlar kibrit başlığından daha kiçik bir cihazdır" dedi.
Daha sonra Benea-Chelmus, daha böyük amplitudalı dalğa formalarını və daha incə tənzimlənmiş tezlikləri və çürümə sürətlərini yaratmaq üçün çipin dalğa ötürücülərinin və antenalarının xüsusiyyətlərini dəyişdirməyə diqqət yetirməyi planlaşdırır. O, həmçinin laboratoriyasında hazırlanmış terahertz texnologiyasının kvant tətbiqləri üçün faydalı ola biləcəyi potensialını görür.
"Dəlil edilməli bir çox fundamental suallar var; məsələn, biz maraqlıyıq ki, bu cür çiplərdən son dərəcə qısa müddətlərdə manipulyasiya edilə bilən yeni kvant şüalanma növləri yaratmaq üçün istifadə edə bilək. Kvant elmindəki bu cür dalğalar kvant obyektlərini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər" deyə o, yekunlaşdırdı.
Göndərmə vaxtı: 14 fevral 2023-cü il
