esearchers wis dikembangaké chip banget lancip karo sirkuit fotonik terpadu sing bisa digunakake kanggo eksploitasi celah terahertz - dumunung antarane 0.3-30THz ing spektrum elektromagnetik - kanggo spektroskopi lan imaging.
Celah iki saiki minangka zona mati teknologi, nggambarake frekuensi sing cepet banget kanggo piranti elektronik lan telekomunikasi saiki, nanging alon banget kanggo aplikasi optik lan pencitraan.
Nanging, chip anyar para ilmuwan saiki bisa ngasilake gelombang terahertz kanthi frekuensi, dawa gelombang, amplitudo lan fase sing disesuaikan. Kontrol sing tepat kasebut bisa ngaktifake radiasi terahertz kanggo aplikasi generasi sabanjure ing alam elektronik lan optik.
Karya kasebut, sing ditindakake ing antarane EPFL, ETH Zurich lan Universitas Harvard, wis diterbitake ingKomunikasi Alam.
Cristina Benea-Chelmus, sing mimpin riset ing Laboratory of Hybrid Photonics (HYLAB) ing EPFL's School of Engineering, nerangake manawa gelombang terahertz wis diprodhuksi ing setelan lab sadurunge, pendekatan sadurunge wis gumantung utamane ing kristal massal kanggo ngasilake frekuensi sing tepat. Nanging, panggunaan sirkuit fotonik ing laboratorium, digawe saka lithium niobate lan diukir kanthi apik ing skala nanometer dening kolaborator ing Universitas Harvard, ndadekake pendekatan sing luwih ramping. Panggunaan substrat silikon uga ndadekake piranti kasebut cocog kanggo integrasi menyang sistem elektronik lan optik.
"Ngasilake gelombang kanthi frekuensi dhuwur banget angel banget, lan ana sawetara teknik sing bisa ngasilake kanthi pola unik," ujare. "Saiki kita bisa ngrancang bentuk gelombang terahertz sing tepat - kanggo ujar, 'Aku pengin bentuk gelombang sing katon kaya iki.'"
Kanggo nggayuh iki, lab Benea-Chelmus ngrancang saluran saluran chip kasebut, sing diarani waveguides, supaya antena mikroskopis bisa digunakake kanggo nyiarake gelombang terahertz sing diasilake dening cahya saka serat optik.
"Kasunyatan manawa piranti kita wis nggunakake sinyal optik standar pancen dadi kauntungan, amarga tegese chip anyar iki bisa digunakake karo laser tradisional, sing bisa digunakake kanthi apik lan dimangerteni kanthi apik. Iki tegese piranti kita kompatibel karo telekomunikasi, "ujare Benea-Chelmus. Dheweke nambahake manawa piranti miniatur sing ngirim lan nampa sinyal ing jajaran terahertz bisa nduwe peran penting ing sistem seluler generasi kaping enem (6G).
Ing jagad optik, Benea-Chelmus ndeleng potensial khusus kanggo chip lithium niobate miniatur ing spektroskopi lan pencitraan. Saliyane non-ionisasi, gelombang terahertz luwih murah tinimbang gelombang liyane (kayata sinar-x) sing saiki digunakake kanggo nyedhiyakake informasi babagan komposisi materi - apa iku balung utawa lukisan minyak. Piranti sing kompak lan ora ngrusak kaya chip lithium niobate bisa menehi alternatif sing kurang invasif kanggo teknik spektrografi saiki.
"Sampeyan bisa mbayangno ngirim radiasi terahertz liwat materi sing sampeyan kasengsem lan nganalisa kanggo ngukur respon materi, gumantung saka struktur molekuler. Kabeh iki saka piranti sing luwih cilik tinimbang kepala pertandingan, "ujare.
Sabanjure, Benea-Chelmus ngrancang kanggo fokus ing tweaking sifat pandu gelombang lan antena chip kanggo insinyur bentuk gelombang kanthi amplitudo sing luwih gedhe, lan frekuensi sing luwih apik lan tingkat bosok. Dheweke uga weruh potensial teknologi terahertz sing dikembangake ing laboratorium dheweke migunani kanggo aplikasi kuantum.
"Ana akeh pitakonan dhasar sing kudu ditangani; contone, kita kepengin weruh apa kita bisa nggunakake chip kasebut kanggo ngasilake jinis radiasi kuantum anyar sing bisa dimanipulasi ing skala wektu sing cendhak banget. Gelombang kasebut ing ilmu kuantum bisa digunakake kanggo ngontrol obyek kuantum, "dheweke rampung.
Wektu kirim: Feb-14-2023
