ûndersikers hawwe ûntwikkele in ekstreem tinne chip mei in yntegrearre fotonyske circuit dat koe wurde brûkt om te eksploitearjen de saneamde terahertz gap - lizzend tusken 0.3-30THz yn it elektromagnetyske spektrum - foar spektroskopy en ôfbylding.
Dit gat is op it stuit wat fan in technologyske deade sône, en beskriuwt frekwinsjes dy't te fluch binne foar de hjoeddeiske elektroanika- en telekommunikaasjeapparaten, mar te stadich foar optyk en ôfbyldingsapplikaasjes.
De nije chip fan 'e wittenskippers stelt se lykwols no yn steat om terahertz-golven te produsearjen mei oanpaste frekwinsje, golflingte, amplitude en faze.Sokke krekte kontrôle koe it mooglik meitsje om terahertz-straling te benutten foar tapassingen fan folgjende generaasje yn sawol de elektroanyske as optyske riken.
It wurk, útfierd tusken EPFL, ETH Zurich en de Universiteit fan Harvard, is publisearre ynNatuerkommunikaasje.
Cristina Benea-Chelmus, dy't it ûndersyk liede yn it Laboratory of Hybrid Photonics (HYLAB) oan 'e School of Engineering fan EPFL, ferklearre dat wylst terahertzwellen earder yn in laboratoarium binne produsearre, eardere oanpak primêr fertroud op bulkkristallen om it rjocht te generearjen frekwinsjes.Ynstee dêrfan soarget har laboratoarium gebrûk fan it fotonyske sirkwy, makke fan lithium niobate en fyn etst op 'e nanometerskaal troch kollaborateurs oan 'e Harvard University, foar in folle mear streamlined oanpak.It gebrûk fan in silisiumsubstraat makket it apparaat ek geskikt foar yntegraasje yn elektroanyske en optyske systemen.
"Weagen generearje op heul hege frekwinsjes is ekstreem útdaagjend, en d'r binne heul pear techniken dy't se kinne generearje mei unike patroanen," ferklearre se."Wy binne no yn steat om de krekte tydlike foarm fan terahertz-golven te ûntwerpen - om yn essinsje te sizzen: 'Ik wol in golffoarm dy't der sa útsjocht.'
Om dit te berikken, ûntwurp it laboratoarium fan Benea-Chelmus de arranzjemint fan kanalen fan 'e chip, neamd waveguides, op sa'n manier dat mikroskopyske antennes koenen wurde brûkt om terahertzwellen út te stjoeren dy't genereare troch ljocht fan optyske fezels.
"It feit dat ús apparaat al gebrûk makket fan in standert optysk sinjaal is echt in foardiel, om't it betsjut dat dizze nije chips brûkt wurde kinne mei tradisjonele lasers, dy't tige goed wurkje en tige goed begrepen wurde.It betsjut dat ús apparaat telekommunikaasje-kompatibel is," beklamme Benea-Chelmus.Se foege ta dat miniaturisearre apparaten dy't sinjalen ferstjoere en ûntfange yn it terahertz-berik in wichtige rol kinne spylje yn mobile systemen fan 'e sechsde generaasje (6G).
Yn 'e wrâld fan' e optika sjocht Benea-Chelmus spesjaal potensjeel foar miniaturisearre lithium niobate-chips yn spektroskopie en ôfbylding.Njonken net-ionisearjend binne terahertzwellen folle legere enerzjy dan in protte oare soarten weagen (lykas röntgen) dy't op it stuit brûkt wurde om ynformaasje te jaan oer de gearstalling fan in materiaal - of it no in bonke of in oaljeferve is.In kompakt, net-destruktyf apparaat lykas de lithium niobate-chip koe dêrom in minder invasive alternatyf leverje foar hjoeddeistige spektrografyske techniken.
"Jo kinne jo foarstelle dat jo terahertz-strieling ferstjoere troch in materiaal wêryn jo ynteressearre binne en it analysearje om de reaksje fan it materiaal te mjitten, ôfhinklik fan syn molekulêre struktuer.Dit alles fan in apparaat lytser as in wedstrydkop, "sei se.
Dêrnei is Benea-Chelmus fan plan om te fokusjen op it oanpassen fan 'e eigenskippen fan' e golfgidsen en antennes fan 'e chip om golffoarmen te meitsjen mei gruttere amplituden, en mear fyn ôfstimme frekwinsjes en ferfalsnelheden.Se sjocht ek potinsjeel foar de terahertz-technology ûntwikkele yn har laboratoarium om nuttich te wêzen foar kwantumapplikaasjes.
“Der binne in protte fûnemintele fragen om oan te pakken;bygelyks,, wy binne ynteressearre yn oft wy kinne brûke sokke chips foar in generearje nije soarten fan quantum strieling dat kin wurde manipulearre op ekstreem koarte timescales.Sokke weagen yn kwantumwittenskip kinne brûkt wurde om kwantumobjekten te kontrolearjen," konkludearre se.
Post tiid: Febrewaris 14-2023