Tha luchd-rannsachaidh air sliseag gu math tana a leasachadh le cuairteachadh photonic amalaichte a ghabhadh a chleachdadh gus brath a ghabhail air a’ bheàrn terahertz ris an canar - a tha na laighe eadar 0.3-30THz anns an speactram electromagnetic - airson speactroscopaidh agus ìomhaighean.
Tha a’ bheàrn seo an-dràsta na raon de raon marbh teicneòlach, a’ toirt cunntas air triceadan a tha ro luath airson innealan eileagtronaigeach agus cian-chonaltraidh an latha an-diugh, ach ro shlaodach airson tagraidhean optics agus ìomhaighean.
Ach, tha sliseag ùr an luchd-saidheans a-nis a’ toirt cothrom dhaibh tonnan terahertz a thoirt gu buil le tricead sònraichte, tonn-tonn, leudachd agus ìre.Dh’ fhaodadh smachd cho mionaideach seo leigeil le rèididheachd terahertz a bhith air a chleachdadh airson tagraidhean an ath ghinealach anns gach cuid na raointean dealanach agus optigeach.
Tha an obair, a chaidh a dhèanamh eadar EPFL, ETH Zurich agus Oilthigh Harvard, air fhoillseachadh ann anConaltradh Nàdair.
Mhìnich Cristina Benea-Chelmus, a stiùir an rannsachadh ann an Saotharlann Hibrid Photonics (HYLAB) aig Sgoil Innleadaireachd EPFL, ged a chaidh tonnan terahertz a thoirt a-mach ann an suidheachadh obair-lann roimhe seo, gu robh dòighean-obrach roimhe seo air a bhith gu sònraichte an urra ri mòr-chriostalan gus an còir a ghineadh. tricead.An àite sin, tha cleachdadh an obair-lann aice den chuairt photonic, air a dhèanamh le lithium niobate agus air a shnaidheadh gu grinn aig sgèile nanometer le co-obraichean aig Oilthigh Harvard, a’ dèanamh dòigh-obrach tòrr nas sìmplidhe.Tha cleachdadh substrate silicon cuideachd a’ dèanamh an inneal freagarrach airson amalachadh a-steach do shiostaman dealanach agus optigeach.
“Tha e air leth dùbhlanach tonnan a ghineadh aig triceadan fìor àrd, agus chan eil ach glè bheag de dhòighean-obrach ann as urrainn an gineadh le pàtrain gun samhail,” mhìnich i.“Is urrainn dhuinn a-nis an dearbh chumadh ùine a th’ aig tonnan terahertz innleachadh - a ràdh gu bunaiteach, ‘Tha mi ag iarraidh cruth-tonn a tha coltach ri seo.’”
Gus seo a choileanadh, dhealbhaich obair-lann Benea-Chelmus rèiteachadh a’ chip de shianalan, ris an canar waveguides, ann an dòigh a dh’ fhaodadh antennas microscopach a bhith air an cleachdadh gus tonnan terahertz a ghineadh le solas bho snàithleach optigeach a chraoladh.
“Tha e na bhuannachd dha-rìribh gu bheil an inneal againn mu thràth a’ cleachdadh comharra optigeach àbhaisteach, oir tha e a ’ciallachadh gum faodar na sgoltagan ùra sin a chleachdadh le lasers traidiseanta, a tha ag obair gu math agus air an tuigsinn gu math.Tha e a’ ciallachadh gu bheil an inneal againn co-chosmhail ri cian-chonaltradh, ”thuirt Benea-Chelmus.Thuirt i gum faodadh prìomh àite a bhith aig innealan beaga a chuireas agus a gheibh comharran anns an raon terahertz ann an siostaman gluasadach an t-siathamh ginealach (6G).
Ann an saoghal optics, tha Benea-Chelmus a’ faicinn comas sònraichte airson sgoltagan lithium niobate miniaturized ann an speactroscopaidh agus ìomhaighean.A bharrachd air a bhith neo-ianach, tha tonnan terahertz mòran nas ìsle de lùth na iomadh seòrsa tonn eile (leithid x-ghathan) a thathas a’ cleachdadh an-dràsta gus fiosrachadh a thoirt seachad mu cho-dhèanamh stuth - ge bith an e cnàimh no dealbh ola a th’ ann.Mar sin dh’ fhaodadh inneal teann, neo-sgriosail mar a’ chip lithium niobate roghainn eile nach robh cho ionnsaigheach a thoirt seachad an àite dòighean speactrografach gnàthach.
“Dh’ fhaodadh tu smaoineachadh air rèididheachd terahertz a chuir tro stuth anns a bheil ùidh agad agus a sgrùdadh gus freagairt an stuth a thomhas, a rèir an structair moileciuil aige.A h-uile càil seo bho inneal nas lugha na ceann maids," thuirt i.
An ath rud, tha Benea-Chelmus an dùil fòcas a chuir air a bhith ag atharrachadh feartan tonnan-tonn agus antennas a’ chip gus cruthan-tonn innleachadh le barrachd amplitudes, agus triceadan nas grinne agus ìrean lobhaidh.Tha i cuideachd a’ faicinn comas gum bi an teicneòlas terahertz a chaidh a leasachadh san obair-lann aice feumail airson tagraidhean cuantamach.
“Tha tòrr cheistean bunaiteach ri fhreagairt;mar eisimpleir, tha ùidh againn an urrainn dhuinn a leithid de chips a chleachdadh gus seòrsachan ùra de rèididheachd cuantamach a ghineadh a ghabhas làimhseachadh air raointean-ama gu math goirid.Faodar tonnan mar seo ann an saidheans cuantamach a chleachdadh gus smachd a chumail air nithean cuantamach, ”cho-dhùin i.
Ùine puist: Gearran-14-2023