panalungtik geus ngembangkeun hiji chip pisan ipis jeung sirkuit fotonik terpadu nu bisa dipaké pikeun ngamangpaatkeun celah terahertz disebut - bohong antara 0.3-30THz dina spéktrum éléktromagnétik - pikeun spéktroskopi jeung pencitraan.
Celah ieu ayeuna mangrupikeun zona paéh téknologi, ngajelaskeun frékuénsi anu gancang teuing pikeun alat éléktronik sareng telekomunikasi ayeuna, tapi lambat teuing pikeun aplikasi optik sareng pencitraan.
Tapi, chip anyar para ilmuwan ayeuna ngamungkinkeun aranjeunna ngahasilkeun gelombang terahertz kalayan frekuensi, panjang gelombang, amplitudo sareng fase anu cocog. Kontrol anu tepat sapertos kitu tiasa ngamungkinkeun radiasi terahertz dimanfaatkeun pikeun aplikasi generasi saterusna boh dina alam éléktronik sareng optik.
Karya, dilakukeun antara EPFL, ETH Zurich jeung Universitas Harvard, geus diterbitkeun dinaKomunikasi Alam.
Cristina Benea-Chelmus, anu mingpin panalungtikan di Laboratorium Hybrid Photonics (HYLAB) di EPFL's School of Engineering, ngécéskeun yén bari gelombang terahertz parantos dihasilkeun dina setting lab sateuacanna, pendekatan sateuacana parantos ngandelkeun kristal bulk pikeun ngahasilkeun frékuénsi anu leres. Gantina, pamakéan lab dirina ngeunaan sirkuit fotonik, dijieun tina litium niobate sarta finely etched dina skala nanometer ku collaborators di Universitas Harvard, ngajadikeun pendekatan leuwih streamlined. Pamakéan substrat silikon ogé ngajadikeun alat cocog pikeun integrasi kana sistem éléktronik jeung optik.
"Ngahasilkeun gelombang dina frékuénsi anu luhur pisan nangtang, sareng aya sakedik téknik anu tiasa ngahasilkeun aranjeunna kalayan pola anu unik," saur anjeunna. "Kami ayeuna tiasa ngarékayasa bentuk temporal gelombang terahertz - pikeun nyarios dasarna, 'Kuring hoyong bentuk gelombang anu siga kieu.'"
Pikeun ngahontal ieu, lab Benea-Chelmus 'ngarancang susunan saluran chip, disebut waveguides, ku cara sapertos anteneu mikroskopis bisa dipaké pikeun nyiarkeun gelombang terahertz dihasilkeun ku cahaya tina serat optik.
"Kanyataan yén alat kami geus ngagunakeun sinyal optik baku estu hiji kaunggulan, sabab hartina chip anyar ieu bisa dipaké kalawan laser tradisional, nu gawéna kacida alusna sarta dipikaharti kacida alusna. Eta hartina alat urang téh telekomunikasi-cocog, "Benea-Chelmus emphasized. Anjeunna nambahan yén alat miniatur anu ngirim sareng nampi sinyal dina kisaran terahertz tiasa maénkeun peran konci dina sistem mobile generasi kagenep (6G).
Di dunya élmu optik, Benea-Chelmus ningali poténsi khusus pikeun chip litium niobate miniatur dina spéktroskopi sareng pencitraan. Salian mangrupa non-ionisasi, gelombang terahertz jauh leuwih handap-énergi ti loba tipe séjén gelombang (kayaning x-ray) ayeuna dipaké pikeun nyadiakeun informasi ngeunaan komposisi bahan - naha éta tulang atawa lukisan minyak. Alat anu kompak sareng henteu ngaruksak sapertos chip litium niobate tiasa masihan alternatif anu kirang invasif kana téknik spéktrografis ayeuna.
"Anjeun tiasa ngabayangkeun ngirim radiasi terahertz ngaliwatan bahan anu anjeun pikahoyong sareng nganalisa pikeun ngukur réspon bahan, gumantung kana struktur molekulna. Sadaya ieu tina alat anu langkung alit tibatan sirah pertandingan, "ceuk anjeunna.
Salajengna, Benea-Chelmus ngarencanakeun pikeun difokuskeun tweaking sipat pandu gelombang sareng anteneu chip pikeun ngarékayasa bentuk gelombang kalayan amplitudo anu langkung ageung, sareng frekuensi anu langkung saé sareng tingkat buruk. Anjeunna ogé ningali poténsi téknologi terahertz anu dikembangkeun di lab na janten mangpaat pikeun aplikasi kuantum.
"Aya loba patarosan dasar pikeun alamat; contona, urang museurkeun naha urang bisa ngagunakeun chip misalna pikeun ngahasilkeun tipe anyar radiasi kuantum nu bisa dimanipulasi dina timescales pisan pondok. Gelombang misalna dina elmu kuantum bisa dipaké pikeun ngadalikeun objék kuantum, "manehna menyimpulkan.
waktos pos: Feb-14-2023
