ஒளியணுவியல் சுற்றுகள்
தகவல்களை ஒளியியல் குறியாக்கம் செய்தல், மற்றும் ஒளியிழை வழியாக அனுப்புவது ஒளியியல் தகவல்தொடர்புகளின் மையத்தில் உள்ளது. நம்பமுடியாத அளவிற்கு 0.2 dB/km இழப்புடன், சிலிக்காவிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஒளியிழைகள் இன்றைய உலகளாவிய தொலைதொடர்பு வலைபின்னல்கள் மற்றும் நமது தகவல் சமூகத்தின் அடித்தளத்தை அமைத்துள்ளன.
இத்தகைய மிகக் குறைந்த ஒளியியல் இழப்பு ஒருங்கிணைந்த ஒளியியலுக்கு சமமாக அவசியம், இது ஆன்-சிப்(On-chip) அலை வழிகாட்டிகளைப் பயன்படுத்தி ஒளியியல் சைகைகளைத் தொகுத்தல், செயலாக்கம் மற்றும் கண்டறிதல் ஆகியவற்றை செயல்படுத்துகிறது. இன்று, பல புதுமையான தொழில்நுட்பங்கள் குறைக்கடத்தி ஒளிக்கதிர்கள், பண்பேற்றிகள்(modulators) மற்றும் ஒளிமின்னழுத்திகள் உள்ளிட்ட ஒருங்கிணைந்த ஒளியணுவியலை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, மேலும் அவை தரவு மையங்கள், தகவல் தொடர்பு, உணர்திறன் மற்றும் கணினி ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் சில்லுகள் பொதுவாக சிலிக்கானில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன, அவை ஏராளமாக உள்ளன மற்றும் நல்ல ஒளியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. ஆனால் ஒருங்கிணைந்த ஒளியணுவியலில் தேவையான ஒவ்வொரு செயல்பாட்டையும் சிலிக்கான் செய்ய முடியாது, எனவே புதிய பொருள் தளங்கள் உருவாகியுள்ளன. இவற்றில் ஒன்று சிலிக்கான் நைட்ரைடு (Si3N4), அதன் விதிவிலக்காக குறைந்த ஒளியியல் இழப்பு (சிலிக்கானைக் காட்டிலும் குறைவான வரிசைகள்), குறுகிய-வரி அகல ஒளிக்கதிர்கள், ஒளியியல் போன்ற குறைந்த இழப்பு முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கான தேர்வுக்கான பொருளாக தாமத கோடுகள் மற்றும் நேரியல் அல்லாத ஒளியணுவியலை உருவாக்கியுள்ளது.
இப்போது, EPFL-லின் ஸ்கூல் ஆஃப் பேசிக் சயின்ஸில் பேராசிரியர் டோபியாஸ் ஜே. கிப்பன்பெர்க் குழுவில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் சிலிக்கான் நைட்ரைடு ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் சுற்றுகளை பதிவு செய்வதற்கான குறைந்த தொழில்நுட்பத்தை குறைந்த ஒளியியல் இழப்புகளுடன் உருவாக்கியுள்ளனர்.
நானோ உருவாக்கம் மற்றும் பொருள் அறிவியலை இணைத்து, தொழில்நுட்பம் EPFL-லில் உருவாக்கப்பட்ட ஒளியணுவியல் டமாஸ்கீன் செயல்முறையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி, குழு 1 dB/m மட்டுமே ஒளியியல் இழப்புகளின் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளை உருவாக்கியது, இது எந்த நேரியல் அல்லாத ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் பொருட்களுக்கான பதிவு மதிப்பாகும். இத்தகைய குறைந்த இழப்பு சில்லு அளவிலான ஒளியியல் அதிர்வெண் சீப்புகளை (“மைக்ரோகாம்ப்ஸ்”) உருவாக்குவதற்கான மின் செலவுத் திட்டத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது, இது ஒத்திசைவான ஒளியியல் டிரான்ஸ்ஸீவர்கள், குறைந்த இரைச்சல் நுண்ணலை தொகுப்பு, லிடார்(LIDAR), நியூரோமார்பிக் கணக்கிடுதல் மற்றும் ஒளியியல் அணு கடிகாரங்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
“இந்த சில்லு சாதனங்கள் ஏற்கனவே அளவுரு ஒளியியல் பெருக்கிகள், குறுகிய வரி அகல ஒளிக்கதிர்கள் மற்றும் சில்லு அளவிலான அதிர்வெண் சீப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன” என்று EPFL-லின் மைக்ரோ நானோ டெக்னாலஜி மையத்தில் (CMI) புனைகதைக்கு தலைமை தாங்கிய டாக்டர் ஜுன்கியு லியு கூறுகிறார். “எங்கள் தொழில்நுட்பம் ஒத்திசைவான லிடார், ஒளியியல் நரம்பியல் வலைப்பின்னல்கள் மற்றும் குவாண்டம் கணக்கிடுதல் போன்ற வளர்ந்து வரும் பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுவதையும் நாங்கள் எதிர்நோக்குகிறோம்.”
References: