Эрдэмтэн судлаачид цахилгаан соронзон спектрийн 0.3-30 THz-ийн хооронд орших терагерцийн цоорхойг ашиглан спектроскопи болон дүрслэлд ашиглаж болох нэгдсэн фотоник хэлхээ бүхий маш нимгэн чип бүтээжээ.
Энэ цоорхой нь өнөөгийн электроник болон харилцаа холбооны төхөөрөмжүүдийн хувьд хэт хурдан, харин оптик болон дүрс бичлэгийн хэрэглээний хувьд хэт удаан давтамжийг тодорхойлсон технологийн үхсэн бүс юм.
Гэсэн хэдий ч эрдэмтдийн шинэ чип нь өөрт тохирсон давтамж, долгионы урт, далайц, фаз бүхий терагерц долгион үүсгэх боломжийг олгож байна.Ийм нарийн хяналт нь терагерцийн цацрагийг электрон болон оптикийн аль алинд нь дараагийн үеийн хэрэглээнд ашиглах боломжийг олгоно.
EPFL, ETH Zurich болон Харвардын их сургуулийн хооронд хийсэн уг бүтээлийг энэ онд нийтлэвБайгалийн харилцаа холбоо.
EPFL-ийн Инженерийн сургуулийн Эрлийз фотоникийн лабораторийн (HYLAB) судалгааг удирдаж байсан Кристина Бенеа-Челмус хэлэхдээ, өмнө нь терагерцийн долгионыг лабораторийн нөхцөлд үйлдвэрлэж байсан бол өмнөх арга барил нь үндсэндээ их хэмжээний талст дээр тулгуурлаж, зөвийг бий болгодог гэж тайлбарлав. давтамжууд.Үүний оронд түүний лабораторид Харвардын их сургуулийн хамтрагчид литийн ниобатаар хийсэн, нанометрийн масштабаар нарийн сийлсэн фотоник хэлхээг ашигласан нь илүү хялбар арга замыг бий болгож байна.Цахиурын субстрат ашиглах нь төхөөрөмжийг электрон болон оптик системд нэгтгэхэд тохиромжтой болгодог.
"Маш өндөр давтамжтай долгион үүсгэх нь маш хэцүү бөгөөд тэдгээрийг өвөрмөц хэв маягаар бий болгох маш цөөхөн техник байдаг" гэж тэр тайлбарлав."Бид одоо терагерцийн долгионы яг түр зуурын хэлбэрийг боловсруулах боломжтой болсон - үндсэндээ "Би ийм долгионы хэлбэрийг хүсч байна" гэж хэлэх боломжтой."
Үүнд хүрэхийн тулд Бенеа-Челмусын лаборатори долгион хөтлүүр гэж нэрлэгддэг чипийн сувгийн зохион байгуулалтыг бичил харуурын антеннаар оптик утаснаас гэрлээр үүсгэгдсэн терагерц долгионыг дамжуулахад ашиглаж болохуйцаар зохион бүтээжээ.
"Манай төхөөрөмж аль хэдийн стандарт оптик дохиог ашиглаж байгаа нь үнэхээр давуу тал юм, учир нь эдгээр шинэ чипүүдийг маш сайн ажилладаг, маш сайн ойлгогдсон уламжлалт лазераар ашиглах боломжтой гэсэн үг юм.Энэ нь манай төхөөрөмж харилцаа холбоонд нийцдэг гэсэн үг" гэж Бенеа-Челмус онцлон тэмдэглэв.Терагерцийн мужид дохио илгээж, хүлээн авдаг жижигрүүлсэн төхөөрөмжүүд нь зургаа дахь үеийн хөдөлгөөнт системд (6G) гол үүрэг гүйцэтгэж чадна гэж тэр нэмж хэлэв.
Оптикийн ертөнцөд Бениа-Челмус спектроскопи болон дүрслэлд жижигрүүлсэн литийн ниобат чипс ашиглах онцгой боломжийг олж хардаг.Ионжуулдаггүйгээс гадна терагерцийн долгион нь яс эсвэл тосон будгийн аль нь ч бай материалын найрлагын талаар мэдээлэл өгөхөд ашигладаг бусад олон төрлийн долгионоос (рентген туяа гэх мэт) хамаагүй бага энергитэй байдаг.Тиймээс литийн ниобат чип гэх мэт авсаархан, үл эвдэх төхөөрөмж нь одоогийн спектрографийн аргуудаас бага инвазив хувилбар болж чадна.
“Та сонирхож буй материалаараа терагерцийн цацрагийг илгээж, молекулын бүтцээс хамааран материалын хариу урвалыг хэмжихийн тулд дүн шинжилгээ хийнэ гэж төсөөлж болно.Энэ бүхэн шүдэнзний толгойноос ч жижиг төхөөрөмж юм” гэж тэр хэлэв.
Дараа нь Бенеа-Челмус чипийн долгионы хөтлүүр болон антеннуудын шинж чанарыг өөрчлөхөд илүү их далайцтай, илүү нарийн тохируулсан давтамж, задралын хурдтай долгионы хэлбэрийг бий болгоход анхаарлаа хандуулахаар төлөвлөж байна.Тэрээр мөн өөрийн лабораторид боловсруулсан терагерц технологийг квантын хэрэглээнд ашиглах боломжтой гэж үзэж байна.
“Харилцах ёстой олон үндсэн асуулт байна;жишээлбэл, бид ийм чипийг маш богино хугацаанд удирдаж болох шинэ төрлийн квант цацраг үүсгэх боломжтой эсэхийг сонирхож байна.Квантын шинжлэх ухаанд ийм долгионыг квант объектыг удирдахад ашиглаж болно" гэж тэр дүгнэв.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 2-р сарын 14-ний өдөр