mae chwilwyr wedi datblygu sglodyn hynod denau gyda chylched ffotonig integredig y gellid ei ddefnyddio i ecsbloetio’r bwlch terahertz fel y’i gelwir – sy’n gorwedd rhwng 0.3-30THz yn y sbectrwm electromagnetig – ar gyfer sbectrosgopeg a delweddu.
Ar hyn o bryd mae'r bwlch hwn yn rhywbeth o barth marw technolegol, gan ddisgrifio amleddau sy'n rhy gyflym ar gyfer dyfeisiau electroneg a thelathrebu heddiw, ond yn rhy araf ar gyfer cymwysiadau opteg a delweddu.
Fodd bynnag, mae sglodion newydd y gwyddonwyr bellach yn eu galluogi i gynhyrchu tonnau terahertz gydag amledd, tonfedd, osgled a chyfnod wedi'u teilwra.Gallai rheolaeth fanwl gywir o'r fath alluogi i ymbelydredd terahertz gael ei harneisio ar gyfer cymwysiadau cenhedlaeth nesaf yn y meysydd electronig ac optegol.
Mae'r gwaith, a gynhaliwyd rhwng EPFL, ETH Zurich a Phrifysgol Harvard, wedi'i gyhoeddi ynCyfathrebu Natur.
Eglurodd Cristina Benea-Chelmus, a arweiniodd yr ymchwil yn y Labordy Ffotoneg Hybrid (HYLAB) yn Ysgol Beirianneg EPFL, er bod tonnau terahertz wedi'u cynhyrchu mewn lleoliad labordy o'r blaen, mae dulliau blaenorol wedi dibynnu'n bennaf ar grisialau swmp i gynhyrchu'r hawl. amleddau.Yn lle hynny, mae defnydd ei labordy o'r gylched ffotonig, sydd wedi'i gwneud o lithiwm niobate ac wedi'i hysgythru'n fân ar y raddfa nanomedr gan gydweithwyr ym Mhrifysgol Harvard, yn arwain at ddull llawer symlach.Mae defnyddio swbstrad silicon hefyd yn gwneud y ddyfais yn addas i'w hintegreiddio i systemau electronig ac optegol.
“Mae cynhyrchu tonnau ar amleddau uchel iawn yn hynod heriol, ac ychydig iawn o dechnegau a all eu cynhyrchu â phatrymau unigryw,” esboniodd.“Rydyn ni nawr yn gallu peiriannu union siâp tymhorol tonnau terahertz - i ddweud yn y bôn, 'Rydw i eisiau tonffurf sy'n edrych fel hyn.'”
Er mwyn cyflawni hyn, dyluniodd labordy Benea-Chelmus drefniant sianeli'r sglodyn, a elwir yn Donguides, yn y fath fodd fel y gellid defnyddio antenâu microsgopig i ddarlledu tonnau terahertz a gynhyrchir gan olau o ffibrau optegol.
“Mae'r ffaith bod ein dyfais eisoes yn defnyddio signal optegol safonol yn fantais wirioneddol, oherwydd mae'n golygu y gellir defnyddio'r sglodion newydd hyn gyda laserau traddodiadol, sy'n gweithio'n dda iawn ac yn cael eu deall yn dda iawn.Mae'n golygu bod ein dyfais yn gydnaws â thelathrebu,” pwysleisiodd Benea-Chelmus.Ychwanegodd y gallai dyfeisiau bach sy'n anfon ac yn derbyn signalau yn yr ystod terahertz chwarae rhan allweddol mewn systemau symudol chweched cenhedlaeth (6G).
Ym myd opteg, mae Benea-Chelmus yn gweld potensial arbennig ar gyfer sglodion niobate lithiwm bach mewn sbectrosgopeg a delweddu.Yn ogystal â bod yn anïoneiddio, mae tonnau terahertz yn llawer llai egni na llawer o fathau eraill o donnau (fel pelydrau-x) a ddefnyddir ar hyn o bryd i ddarparu gwybodaeth am gyfansoddiad defnydd - boed yn asgwrn neu'n baentiad olew.Felly gallai dyfais gryno, annistrywiol fel y sglodyn lithiwm niobate ddarparu dewis arall llai ymwthiol i dechnegau sbectrograffig cyfredol.
“Fe allech chi ddychmygu anfon ymbelydredd terahertz trwy ddeunydd y mae gennych ddiddordeb ynddo a'i ddadansoddi i fesur ymateb y defnydd, yn dibynnu ar ei strwythur moleciwlaidd.Hyn i gyd o ddyfais sy'n llai na phen gêm," meddai.
Nesaf, mae Benea-Chelmus yn bwriadu canolbwyntio ar addasu priodweddau tonnau'r sglodion a'r antenâu i beiriannu tonffurfiau â mwy o osgledau, ac amleddau mwy manwl a chyfraddau pydredd.Mae hi hefyd yn gweld potensial ar gyfer y dechnoleg terahertz a ddatblygwyd yn ei labordy i fod yn ddefnyddiol ar gyfer cymwysiadau cwantwm.
“Mae llawer o gwestiynau sylfaenol i fynd i’r afael â nhw;er enghraifft, mae gennym ddiddordeb mewn gweld a allwn ddefnyddio sglodion o'r fath i gynhyrchu mathau newydd o ymbelydredd cwantwm y gellir eu trin ar amserlenni hynod fyr.Gellir defnyddio tonnau o'r fath mewn gwyddoniaeth cwantwm i reoli gwrthrychau cwantwm, ”daeth i'r casgliad.
Amser post: Chwefror-14-2023