የተቀናጁ የፎቶኒክ ዑደቶችን የሚጠቀሙ ቺፕስ የ'terahertz ክፍተት' ለመዝጋት ይረዳል

ተመራማሪዎች የቴራሄርትዝ ክፍተት የሚባለውን - በኤሌክትሮማግኔቲክ ስፔክትረም ውስጥ በ0.3-30THz መካከል ያለውን - ለስፔክትሮስኮፒ እና ኢሜጂንግ ለመጠቀም የሚያገለግል እጅግ በጣም ቀጭን ቺፑን የተቀናጀ የፎቶኒክ ሰርክ ሠርተዋል።

ይህ ክፍተት በአሁኑ ጊዜ ለኤሌክትሮኒክስ እና የቴሌኮሙኒኬሽን መሳሪያዎች በጣም ፈጣን የሆኑ ነገር ግን ለኦፕቲክስ እና ኢሜጂንግ አፕሊኬሽኖች በጣም ቀርፋፋ የሆኑ ድግግሞሾችን የሚገልጽ የቴክኖሎጂ የሞተ ዞን ነው።

ሆኖም፣ የሳይንስ ሊቃውንት አዲሱ ቺፕ አሁን ቴራሄትዝ ሞገዶችን በተመጣጣኝ ድግግሞሽ፣ የሞገድ ርዝመት፣ ስፋት እና ደረጃ ለማምረት አስችሏቸዋል። እንዲህ ዓይነቱ ትክክለኛ ቁጥጥር ቴራሄትዝ ጨረራ ለቀጣይ ትውልድ በኤሌክትሮኒካዊ እና ኦፕቲካል ግዛቶች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲውል ያስችለዋል።

በ EPFL ፣ ETH Zurich እና በሃርቫርድ ዩኒቨርሲቲ መካከል የተደረገው ስራ ታትሟልየተፈጥሮ ግንኙነቶች.

በ EPFL ምህንድስና ትምህርት ቤት በ Hybrid Photonics (HYLAB) የላቦራቶሪ ምርምርን የመሩት ክሪስቲና ቤኔያ-ቼልመስ እንዳብራሩት፣ ከዚህ ቀደም ቴራሄትዝ ሞገዶች በቤተ ሙከራ ውስጥ ሲፈጠሩ፣ ከዚህ ቀደም የነበሩት አቀራረቦች ትክክለኛ ድግግሞሽን ለመፍጠር በጅምላ ክሪስታሎች ላይ ተመርኩዘዋል። በምትኩ፣ የእሷ የላቦራቶሪ አጠቃቀም ከሊቲየም ኒዮባት የተሰራውን እና በሃርቫርድ ዩኒቨርሲቲ ተባባሪዎች በናኖሜትር ሚዛን በጥሩ ሁኔታ የተቀረጸውን የፎቶኒክ ሰርክዩርን መጠቀሟ የበለጠ የተሳለጠ አካሄድ እንዲኖር ያደርጋል። የሲሊኮን ንጣፍ አጠቃቀም መሳሪያውን ወደ ኤሌክትሮኒክስ እና ኦፕቲካል ስርዓቶች ለመዋሃድ ተስማሚ ያደርገዋል.

"በጣም ከፍተኛ ድግግሞሾች ላይ ሞገዶችን ማመንጨት እጅግ በጣም ፈታኝ ነው፣ እና ልዩ በሆኑ ቅጦች ሊያመነጫቸው የሚችሉ በጣም ጥቂት ቴክኒኮች አሉ" ስትል ገልጻለች። "አሁን የቴራሄትዝ ሞገዶችን ትክክለኛ ጊዜያዊ ቅርጽ መሐንዲስ ማድረግ ችለናል - በመሠረቱ 'ይህን የሚመስል የሞገድ ቅርጽ እፈልጋለሁ' ለማለት።"

ይህንንም ለማሳካት የቤኒያ ቸልመስ ላብራቶሪ የቺፑን ቻናሎች አደረጃጀት ሠርቷል፣ Waveguides በሚባለው መንገድ በአጉሊ መነጽር አንቴናዎች በኦፕቲካል ፋይበር የሚመነጩትን ቴራሄትዝ ሞገዶችን ለማሰራጨት ይጠቅማል።

"የእኛ መሣሪያ ቀደም ሲል መደበኛውን የኦፕቲካል ሲግናል መጠቀሙ ትልቅ ጥቅም ነው, ምክንያቱም እነዚህ አዳዲስ ቺፖችን ከባህላዊ ሌዘር ጋር መጠቀም ይቻላል, ይህም በጣም በጥሩ ሁኔታ የሚሰሩ እና በደንብ የተረዱ ናቸው. ይህ ማለት መሳሪያችን ከቴሌኮሙኒኬሽን ጋር ተኳሃኝ ነው" ሲል ቤኔ-ቼልመስ አጽንዖት ሰጥቷል. በቴራሄርትዝ ክልል ውስጥ ምልክቶችን የሚልኩ እና የሚቀበሉ አነስተኛ መሳሪያዎች በስድስተኛ ትውልድ የሞባይል ሲስተሞች (6ጂ) ውስጥ ቁልፍ ሚና ሊጫወቱ እንደሚችሉ አክላለች ።

በኦፕቲክስ አለም ውስጥ፣ ቤኔያ-ቼልመስ ልዩ አቅም ያለው አነስተኛ የሊቲየም ኒዮባት ቺፖችን በስፔክትሮስኮፒ እና ኢሜጂንግ ውስጥ ይመለከታል። ionising ካልሆኑ በተጨማሪ፣ ቴራሄትዝ ሞገዶች በአሁኑ ጊዜ ስለ አንድ ቁሳቁስ ስብጥር መረጃ ለመስጠት ጥቅም ላይ ከሚውሉት ሌሎች የሞገድ ዓይነቶች (እንደ ኤክስሬይ ያሉ) በጣም ዝቅተኛ ኃይል አላቸው - አጥንትም ሆነ ዘይት ሥዕል። እንደ ሊቲየም ኒዮባት ቺፕ ያለው የታመቀ፣ የማያጠፋ መሳሪያ ስለዚህ አሁን ካለው የእይታ ቴክኒኮች ያነሰ ወራሪ አማራጭ ይሰጣል።

"በሚፈልጉት ቁሳቁስ ቴራሄትዝ ጨረራ እንደሚልክ መገመት ትችላላችሁ እና የቁሱ ምላሽ እንደ ሞለኪውላዊ አወቃቀሩ ሲተነተን። ይህ ሁሉ ከክብሪት ጭንቅላት ያነሰ መሳሪያ ነው" ስትል ተናግራለች።

በመቀጠል፣ ቤኒያ ቸልመስ የቺፑን ሞገድ መመሪያዎችን እና አንቴናዎችን ወደ ኢንጂነሪንግ ሞገድ ቅርጾችን ከትላልቅ መጠኖች ጋር በማስተካከል እና በተሻለ ሁኔታ የተስተካከሉ ድግግሞሾች እና የመበስበስ መጠኖች ላይ ትኩረት ለማድረግ አቅዷል። በቤተ ሙከራዋ ውስጥ የተገነባው የቴራሄርትዝ ቴክኖሎጂ ለኳንተም አፕሊኬሽኖች ጠቃሚ ሊሆን እንደሚችልም ትመለከታለች።

"ለመፍትሄው ብዙ መሰረታዊ ጥያቄዎች አሉን፤ ለምሳሌ እንዲህ አይነት ቺፖችን በመጠቀም አዳዲስ የኳንተም ጨረሮችን በጣም አጭር በሆነ የጊዜ መጠን ማመንጨት መቻል አለመቻሉን ለማወቅ ፍላጎት አለን ። በኳንተም ሳይንስ ውስጥ ያሉ ሞገዶች የኳንተም ቁሳቁሶችን ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ" ስትል ተናግራለች።