ஒளியின் துருவமுனைப்பைக் கட்டுப்படுத்துதல் சாத்தியமா?

குவாண்டம் தொடர்பு அல்லது ஆப்டிகல் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கு, ஒளி அலை எந்த திசையில் ஊசலாடுகிறது என்பதை அளவிடுவது மிகவும் முக்கியம். இரண்டு முனைகளிலும் கண்ணாடிகள் இணைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு சிறப்பு கண்ணாடி இழை மூலம் தொடர்ச்சியான லேசர் அலையின் இந்த துருவமுனைப்பைக் கையாளுவது இப்போது முதல் முறையாக சாத்தியமாகும். எர்லாங்கனில் உள்ள மேக்ஸ் பிளாங்க் இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் தி சயின்ஸ் ஆஃப் லைட்டின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழுவும் சுவிட்சர்லாந்து, இங்கிலாந்து மற்றும் ஜெர்மனியைச் சேர்ந்த சக ஊழியர்களும் இணைந்து இந்த விளைவைக் கண்டுபிடித்தனர். அவர்கள் தங்கள் கண்டுபிடிப்பை நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியிட்டுள்ளனர்.

விஞ்ஞானிகள் இப்போது ஒரு விமானத்தில் ஊசலாடும் தொடர்ச்சியான ஒளி அலையின் துருவமுனைப்பை ஒரு அலையாக மாற்ற முடிகிறது, இது ஒரு வட்ட வழியில் ஊசலாடும். இது திருகின் வடிவத்தை ஒத்திருக்கிறது. சிலிக்காவால் செய்யப்பட்ட இரண்டு மீட்டர் நீளமுள்ள கண்ணாடி இழைக்குள் அகச்சிவப்பு லேசர் ஒளியை அனுப்புவதன் மூலம் அவர்கள் இந்த விளைவை அடைகிறார்கள். இரு முனைகளிலும் சிறப்பு கண்ணாடிகள் உள்ளன. அவை 99 சதவீதத்திற்கும் அதிகமான ஒளியைப் பிரதிபலிக்கின்றன மற்றும் சுவிஸ் நியூசெட்டல் பல்கலைக்கழகத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட டான்டலம் பென்டாக்சைடு மற்றும் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு ஆகியவற்றின் மெல்லிய அடுக்குகளால் ஆனவை. ஒப்பிடுகையில், ஒரு சாதாரண குளியலறை கண்ணாடியில் 90 சதவீதம் மட்டுமே பிரதிபலிப்பு உள்ளது.

ஃபைபரில் உள்ள ஒளியானது கிட்டத்தட்ட சரியான கண்ணாடிகளுக்கு இடையில் சிக்கி, அதன் நடத்தையை மாற்றத் தொடங்குகிறது. ஒளியியல் திறனின் ஒரு குறிப்பிட்ட எல்லைக்கு மேல் துருவமுனைப்பு மாறுகிறது மற்றும் ஒளி துருவமுனைப்பு கடிகார அல்லது எதிர் கடிகாரத்தை முன்னோக்கி நகர்த்துகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒளியின் திறனை மாற்றுவதன் மூலம் திசையை கட்டுப்படுத்த முடியும். “நமது கட்டமைப்புகளை சிறிதாக்கி ஒளியியல் சில்லுவில் ஒருங்கிணைப்பது தொழில்நுட்ப ரீதியாக சாத்தியம்” என்கிறார் MPL-லில் உள்ள மைக்ரோஃபோடோனிக்ஸ் ஆராய்ச்சி குழுவின் தலைவர் பாஸ்கல் டெல்’ஹே.

எதிர்காலத்தில், தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகளுக்கு, சிக்கலான துருவமுனைப்பு நிலைகளை உருவாக்க மற்றும் கட்டுப்படுத்த, இந்த சாதனங்களில் பலவற்றை ஃபோட்டானிக் சிப்பில் ஏற்பாடு செய்யலாம். கூடுதலாக, இந்த சாதனங்கள் அதிக உணர்திறன்களாகவும் செயல்படலாம் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு பயன்பாடுகள் அல்லது குவாண்டம் தகவல் செயலாக்க அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒளியியல் நியூரல் வலையமைப்புகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்.

References:

• Eskandari, M. R., Shameli, M. A., & Safian, R. (2022). Analysis of an electrically reconfigurable metasurface for manipulating polarization of near-infrared light. JOSA B, 39(1), 145-154.
• Vansteenkiste, N., Vignolo, P., & Aspect, A. (1993). Optical reversibility theorems for polarization: application to remote control of polarization. JOSA A, 10(10), 2240-2245.
• McIver, J. W., Hsieh, D., Steinberg, H., Jarillo-Herrero, P., & Gedik, N. (2012). Control over topological insulator photocurrents with light polarization. Nature nanotechnology, 7(2), 96-100.
• Li, J., Chen, S., Yang, H., Li, J., Yu, P., Cheng, H., & Tian, J. (2015). Simultaneous control of light polarization and phase distributions using plasmonic metasurfaces. Advanced Functional Materials, 25(5), 704-710.
• Fatome, J., Pitois, S., Morin, P., & Millot, G. (2010). Observation of light-by-light polarization control and stabilization in optical fibre for telecommunication applications. Optics Express, 18(15), 15311-15317.