एकीकृत फोटोनिक सर्किटहरू प्रयोग गर्ने चिपहरूले 'टेराहर्ट्ज ग्याप' बन्द गर्न मद्दत गर्न सक्छ।

खोजकर्ताहरूले एक एकीकृत फोटोनिक सर्किटको साथ एक अत्यन्त पातलो चिप विकास गरेका छन् जुन तथाकथित टेराहर्ट्ज ग्यापको शोषण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ - इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक स्पेक्ट्रममा 0.3-30THz बीचमा रहेको - स्पेक्ट्रोस्कोपी र इमेजिङको लागि।

यो अन्तर अहिलेको इलेक्ट्रोनिक्स र टेलिकम्युनिकेसन उपकरणहरूको लागि धेरै छिटो, तर अप्टिक्स र इमेजिङ अनुप्रयोगहरूको लागि धेरै ढिलो फ्रिक्वेन्सीहरू वर्णन गर्दै प्राविधिक मृत क्षेत्रको रूपमा रहेको छ।

जे होस्, वैज्ञानिकहरूको नयाँ चिपले अब उनीहरूलाई अनुकूल फ्रिक्वेन्सी, तरंगदैर्ध्य, आयाम र चरणको साथ टेराहर्ट्ज तरंगहरू उत्पादन गर्न सक्षम बनाउँछ।यस्तो सटीक नियन्त्रणले टेराहर्ट्ज विकिरणलाई इलेक्ट्रोनिक र अप्टिकल क्षेत्र दुवैमा अर्को पुस्ताका अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गर्न सक्षम पार्न सक्छ।

EPFL, ETH ज्यूरिख र हार्वर्ड विश्वविद्यालय बीच सञ्चालन गरिएको काम, मा प्रकाशित गरिएको छप्रकृति संचार।

EPFL को स्कूल अफ इन्जिनियरिङ्को हाइब्रिड फोटोनिक्स (HYLAB) को प्रयोगशालामा अनुसन्धानको नेतृत्व गर्ने क्रिस्टिना बेनिया-चेल्मसले बताइन् कि टेराहर्ट्ज तरंगहरू पहिले प्रयोगशाला सेटिङमा उत्पादन गरिएको थियो, अघिल्लो दृष्टिकोणहरू मुख्य रूपमा बल्क क्रिस्टलहरूमा निर्भर थिए। आवृत्तिहरू।यसको सट्टा, उनको प्रयोगशालाको फोटोनिक सर्किटको प्रयोग, लिथियम निओबेटबाट बनेको र हार्वर्ड विश्वविद्यालयका सहयोगीहरूले नानोमिटर स्केलमा राम्ररी नक्काशी गरिएको, धेरै सुव्यवस्थित दृष्टिकोणको लागि बनाउँछ।सिलिकन सब्सट्रेटको प्रयोगले उपकरणलाई इलेक्ट्रोनिक र अप्टिकल प्रणालीहरूमा एकीकरणको लागि उपयुक्त बनाउँछ।

"धेरै उच्च फ्रिक्वेन्सीहरूमा छालहरू उत्पन्न गर्नु अत्यन्तै चुनौतीपूर्ण छ, र त्यहाँ धेरै थोरै प्रविधिहरू छन् जसले तिनीहरूलाई अद्वितीय ढाँचाहरू उत्पन्न गर्न सक्छ," उनले वर्णन गरे।"हामी अब टेराहर्ट्ज तरंगहरूको सही अस्थायी आकार इन्जिनियर गर्न सक्षम छौं - अनिवार्य रूपमा भन्नको लागि, 'म यस्तो देखिन्छ कि एक वेभफॉर्म चाहन्छु।'"

यो प्राप्त गर्नको लागि, बेनिया-चेल्मसको प्रयोगशालाले च्यानलहरूको चिपको व्यवस्थालाई वेभगाइड भनिन्छ, यसरी डिजाइन गर्‍यो कि माइक्रोस्कोपिक एन्टेनाहरू अप्टिकल फाइबरबाट प्रकाशबाट उत्पन्न हुने टेराहर्ट्ज तरंगहरू प्रसारण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

"हाम्रो उपकरणले पहिले नै मानक अप्टिकल सिग्नलको प्रयोग गर्दछ भन्ने तथ्य साँच्चै एक फाइदा हो, किनभने यसको मतलब यी नयाँ चिपहरू परम्परागत लेजरहरूसँग प्रयोग गर्न सकिन्छ, जसले धेरै राम्रोसँग काम गर्दछ र धेरै राम्ररी बुझिन्छ।यसको मतलब हाम्रो उपकरण दूरसञ्चार-कम्प्याटिबल छ, "बेनिया-चेल्मसले जोड दिए।उनले थपिन् कि टेराहर्ट्ज दायरामा सिग्नलहरू पठाउने र प्राप्त गर्ने लघु उपकरणहरूले छैठौं पुस्ताको मोबाइल प्रणाली (6G) मा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्न सक्छ।

अप्टिक्सको संसारमा, बेनिया-चेल्मसले स्पेक्ट्रोस्कोपी र इमेजिङमा सानो लिथियम निओबेट चिप्सको लागि विशेष सम्भावना देख्छ।गैर-ionising हुनुको अतिरिक्त, terahertz तरंगहरू अन्य धेरै प्रकारका तरंगहरू (जस्तै एक्स-रे) भन्दा धेरै कम ऊर्जा हुन् जुन हाल सामग्रीको संरचनाको बारेमा जानकारी प्रदान गर्न प्रयोग गरिन्छ - चाहे त्यो हड्डी होस् वा तेल चित्रकला।एक कम्प्याक्ट, गैर-विनाशकारी यन्त्र जस्तै लिथियम निओबेट चिपले वर्तमान स्पेक्ट्रोग्राफिक प्रविधिहरूको लागि कम आक्रामक विकल्प प्रदान गर्न सक्छ।

"तपाईले मनपर्ने सामग्री मार्फत टेराहर्ट्ज विकिरण पठाउने कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ र यसको आणविक संरचनाको आधारमा सामग्रीको प्रतिक्रिया मापन गर्न यसको विश्लेषण गर्न सक्नुहुन्छ।यो सबै एक म्याच हेड भन्दा सानो उपकरणबाट, "उनले भनिन्।

अर्को, बेनिया-चेल्मसले चिपको वेभगाइड र एन्टेनाका गुणहरूलाई ठूला एम्प्लिच्युडहरू, र अझ राम्ररी ट्युन गरिएको फ्रिक्वेन्सीहरू र क्षय दरहरूका साथ इन्जिनियर वेभफर्महरूमा ध्यान केन्द्रित गर्ने योजना बनाएको छ।उनी आफ्नो प्रयोगशालामा विकसित टेराहर्ट्ज टेक्नोलोजी क्वान्टम अनुप्रयोगहरूको लागि उपयोगी हुन सक्ने सम्भावना पनि देख्छिन्।

"संबोधन गर्न धेरै आधारभूत प्रश्नहरू छन्;उदाहरणका लागि, हामी नयाँ प्रकारका क्वान्टम विकिरणहरू उत्पन्न गर्न त्यस्ता चिपहरू प्रयोग गर्न सक्छौं कि भनेर चासो राख्छौं जुन अत्यन्त छोटो टाइमस्केलहरूमा हेरफेर गर्न सकिन्छ।क्वान्टम विज्ञानमा त्यस्ता तरंगहरू क्वान्टम वस्तुहरू नियन्त्रण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, "उनले निष्कर्ष निकालिन्।