சமீபத்திய ஆண்டுகளில், பல்வேறு நாடுகளைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள், ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலைப் பயன்படுத்தி அகச்சிவப்பு ஒளி அலைகளைக் கையாளுவதை படிப்படியாக உணர்ந்து, அவற்றை அதிவேக 5G வலையமைப்புகள், சிப் சென்சார்கள் மற்றும் தானியங்கி வாகனங்களில் பயன்படுத்தி வருகின்றனர். தற்போது, இந்த ஆராய்ச்சித் திசை தொடர்ந்து ஆழமடைந்து வருவதால், ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறுகிய புலப்படும் ஒளிப் பட்டைகளை ஆழமாகக் கண்டறியத் தொடங்கியுள்ளனர். மேலும், சிப்-நிலை LIDAR, AR/VR/MR (மேம்படுத்தப்பட்ட/மெய்நிகர்/கலப்பின) யதார்த்தக் கண்ணாடிகள், ஹாலோகிராஃபிக் திரைகள், குவாண்டம் செயலாக்க சிப்கள், மூளையில் பொருத்தப்படும் ஆப்டோஜெனெடிக் ஆய்வுக் கருவிகள் போன்ற விரிவான பயன்பாடுகளையும் உருவாக்கி வருகின்றனர்.
ஒளியியல் கட்ட மாற்றிகளின் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பு என்பது, சில்லு-மீதான ஒளியியல் வழித்தடம் மற்றும் வெற்றிட அலைமுக வடிவமைப்புக்கான ஒளியியல் துணை அமைப்பின் மையமாகும். இந்த இரண்டு முதன்மைச் செயல்பாடுகளும் பல்வேறு பயன்பாடுகளை நனவாக்குவதற்கு அவசியமானவை. இருப்பினும், கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி வரம்பில் உள்ள ஒளியியல் கட்ட மாற்றிகளைப் பொறுத்தவரை, அதிக ஒளி ஊடுருவல் மற்றும் அதிக பண்பேற்றம் ஆகிய தேவைகளை ஒரே நேரத்தில் பூர்த்தி செய்வது குறிப்பாக சவாலானது. இந்தத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்ய, மிகவும் பொருத்தமான சிலிக்கான் நைட்ரைடு மற்றும் லித்தியம் நையோபேட் பொருட்கள் கூட அவற்றின் கன அளவையும் மின் நுகர்வையும் அதிகரிக்க வேண்டியுள்ளது.
இந்தப் பிரச்சனையைத் தீர்க்க, கொலம்பியா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த மைக்கல் லிப்சன் மற்றும் நான்ஃபாங் யூ ஆகியோர், வெப்பமாறா நுண்வளைய அதிர்வுமானியை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு சிலிக்கான் நைட்ரைடு வெப்ப-ஒளியியல் கட்ட மாற்றியை வடிவமைத்தனர். அந்த நுண்வளைய அதிர்வுமானி ஒரு வலுவான இணைப்பு நிலையில் செயல்படுகிறது என்பதை அவர்கள் நிரூபித்தனர். இந்தச் சாதனம் குறைந்தபட்ச இழப்புடன் கட்ட மாற்றத்தை அடைய முடியும். சாதாரண அலைவழி கட்ட மாற்றிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, இந்தச் சாதனம் இடம் மற்றும் மின் நுகர்வில் குறைந்தபட்சம் பத்து மடங்கு குறைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது தொடர்பான உள்ளடக்கம் நேச்சர் ஃபோட்டோனிக்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.
சிலிக்கான் நைட்ரைடை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் துறையின் முன்னணி நிபுணரான மைக்கல் லிப்சன், “நாங்கள் முன்மொழிந்த தீர்வின் முக்கிய அம்சம், ஒரு ஒளியியல் அதிர்வுமானியைப் பயன்படுத்தி, வலுவான இணைப்பு நிலை எனப்படும் ஒரு நிலையில் அதைச் செயல்படுத்துவதே ஆகும்” என்று கூறினார்.
ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான் என்பது மிகவும் சமச்சீரான ஒரு அமைப்பாகும். இது, ஒளிக்கற்றைகளின் பல சுழற்சிகள் மூலம் ஒரு சிறிய ஒளிவிலகல் குறியீட்டு மாற்றத்தை ஒரு கட்ட மாற்றமாக மாற்றும் திறன் கொண்டது. பொதுவாக, இதை மூன்று வெவ்வேறு செயல்பாட்டு நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம்: “குறைந்த இணைப்பு”, “குறைந்த இணைப்பு”, “நெருக்கடி இணைப்பு” மற்றும் “வலுவான இணைப்பு”. அவற்றுள், “குறைந்த இணைப்பு” வரையறுக்கப்பட்ட கட்ட மாற்றத்தை மட்டுமே வழங்கும் மற்றும் தேவையற்ற வீச்சு மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும்; “நெருக்கடி இணைப்பு” கணிசமான ஒளியியல் இழப்பை ஏற்படுத்தும், அதன் மூலம் சாதனத்தின் உண்மையான செயல்திறனைப் பாதிக்கும்.
முழுமையான 2π கட்டப் பண்பேற்றத்தையும் குறைந்தபட்ச வீச்சு மாற்றத்தையும் அடைவதற்காக, ஆய்வுக் குழு நுண்வளையத்தை ஒரு “வலுவான இணைப்பு” நிலையில் கையாண்டது. நுண்வளையத்திற்கும் “பஸ்”-க்கும் இடையிலான இணைப்பு வலிமையானது, நுண்வளையத்தின் இழப்பை விடக் குறைந்தது பத்து மடங்கு அதிகமாகும். தொடர்ச்சியான வடிவமைப்புகள் மற்றும் உகப்பாக்கங்களுக்குப் பிறகு, இறுதி அமைப்பு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. இது குறுகிச்செல்லும் அகலத்தைக் கொண்ட ஒரு ஒத்ததிர்வு வளையமாகும். குறுகிய அலைவழிப் பகுதி, “பஸ்”-க்கும் நுண்சுருளுக்கும் இடையிலான ஒளியியல் இணைப்பு வலிமையை மேம்படுத்துகிறது. அகலமான அலைவழிப் பகுதி, பக்கச்சுவரின் ஒளியியல் சிதறலைக் குறைப்பதன் மூலம் நுண்வளையத்தின் ஒளி இழப்பைக் குறைக்கிறது.
இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் முதல் ஆசிரியரான ஹெகிங் ஹுவாங் மேலும் கூறியதாவது: “நாங்கள் வெறும் 5 μm ஆரம் மற்றும் 0.8 mW மட்டுமே π-கட்ட பண்பேற்ற மின் நுகர்வு கொண்ட ஒரு சிறிய, ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் மிகக் குறைந்த இழப்புடைய கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி கட்ட பண்பேற்றியை வடிவமைத்துள்ளோம். இதில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட வீச்சு மாறுபாடு 10%க்கும் குறைவாக உள்ளது. இதைவிட அரிதானது என்னவென்றால், இந்த பண்பேற்றி கண்ணுக்குப் புலப்படும் நிறமாலையில் உள்ள மிகவும் கடினமான நீலம் மற்றும் பச்சை பட்டைகளுக்கும் சமமான செயல்திறன் கொண்டது.”
மின்னணுப் பொருட்களின் ஒருங்கிணைப்பு நிலையை எட்டுவதிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருந்தாலும், தங்களது பணி ஃபோட்டானிக் சுவிட்சுகளுக்கும் மின்னணு சுவிட்சுகளுக்கும் இடையிலான இடைவெளியை வியத்தகு முறையில் குறைத்துள்ளது என்று நான்ஃபாங் யூ சுட்டிக்காட்டினார். “முந்தைய மாடுலேட்டர் தொழில்நுட்பமானது, ஒரு குறிப்பிட்ட சிப் அளவு மற்றும் மின் ஆற்றல் வரம்பைக் கொண்டு 100 வேவ்கைட் ஃபேஸ் மாடுலேட்டர்களை மட்டுமே ஒருங்கிணைக்க அனுமதித்தது என்றால், இப்போது நம்மால் அதே சிப்பில் 10,000 ஃபேஸ் ஷிஃப்டர்களை ஒருங்கிணைத்து மிகவும் சிக்கலான செயல்பாட்டை அடைய முடிகிறது.”
சுருக்கமாக, இந்த வடிவமைப்பு முறையானது மின்-ஒளி பண்பேற்றிகளில் இடத்தைப் பிடிப்பதையும் மின்னழுத்த நுகர்வையும் குறைக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம். இது மற்ற நிறமாலை வரம்புகளிலும் மற்றும் பிற வேறுபட்ட அதிர்வுறுப்பான் வடிவமைப்புகளிலும் பயன்படுத்தப்படலாம். தற்போது, ஆய்வுக் குழு அத்தகைய நுண்வளையங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட கட்டநிலை மாற்றி வரிசைகளால் ஆன புலப்படும் நிறமாலை LIDAR-ஐ செயல்விளக்கம் அளிக்க ஒத்துழைத்து வருகிறது. எதிர்காலத்தில், இது மேம்படுத்தப்பட்ட ஒளியியல் நேர்மாறாத்தன்மை, புதிய லேசர்கள் மற்றும் புதிய குவாண்டம் ஒளியியல் போன்ற பல பயன்பாடுகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
கட்டுரை ஆதாரம்: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
சீனாவின் “சிலிக்கான் பள்ளத்தாக்கு” என்று அழைக்கப்படும் பெய்ஜிங் சோங்குவான்சுனில் அமைந்துள்ள பெய்ஜிங் ரோஃபியா ஆப்டோஎலக்ட்ரானிக்ஸ் கோ., லிமிடெட், உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டு ஆராய்ச்சி நிறுவனங்கள், பல்கலைக்கழகங்கள் மற்றும் பெருநிறுவன அறிவியல் ஆராய்ச்சிப் பணியாளர்களுக்கு சேவை செய்வதற்காக அர்ப்பணிக்கப்பட்ட ஒரு உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனமாகும். எங்கள் நிறுவனம் முக்கியமாக ஆப்டோஎலக்ட்ரானிக் தயாரிப்புகளின் சுயாதீனமான ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு, வடிவமைப்பு, உற்பத்தி மற்றும் விற்பனையில் ஈடுபட்டுள்ளதுடன், அறிவியல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தொழில்துறை பொறியாளர்களுக்கு புதுமையான தீர்வுகள் மற்றும் தொழில்முறை, தனிப்பயனாக்கப்பட்ட சேவைகளை வழங்குகிறது. பல ஆண்டுகால சுயாதீனமான கண்டுபிடிப்புகளுக்குப் பிறகு, இது நகராட்சி, இராணுவம், போக்குவரத்து, மின்சாரம், நிதி, கல்வி, மருத்துவம் மற்றும் பிற தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு செழுமையான மற்றும் முழுமையான ஒளிமின்னணு தயாரிப்புகளின் வரிசையை உருவாக்கியுள்ளது.
உங்களுடன் ஒத்துழைப்பதை ஆவலுடன் எதிர்பார்க்கிறோம்!
பதிவிட்ட நேரம்: மார்ச் 29, 2023