புதிய வகை இயற்பியல் நுண்ணிய ஒளிக்கதிர்களுக்கான உயர்ந்த ஒத்திசைவு
மற்ற வகை ஒளிக்கதிர்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு புதிய வகை நுண்ணிய லேசர் ஃபானோ லேசர் அடிப்படை நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதை DTU விஞ்ஞானிகள் காட்டியுள்ளனர். ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டானிக்ஸ், எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் ஃபோட்டானிக்ஸ் மற்றும் ஆப்டிகல் சென்சார்கள் போன்ற பல எதிர்கால பயன்பாடுகளுக்கு இந்த கண்டுபிடிப்பு முக்கியமானதாக இருக்கும்.
உலகளாவிய எரிசக்தி நுகர்வின் அதிகரித்த பகுதி தகவல் தொழில்நுட்பத்திற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் ஒரு பிட் ஒன்றுக்கு அதி-குறைந்த ஆற்றலுடன் மிக அதிக தரவு விகிதத்தில் இயங்கும் போட்டோனிக்ஸ் திறன் தேவைகளின் நிலையான வளர்ச்சியை செயல்படுத்த ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது.
இருப்பினும், அடுத்த தலைமுறை ஒருங்கிணைந்த சாதனங்களுக்கான இலக்குகளை அடைய தற்போதுள்ள லேசர் வடிவமைப்புகளை அளவிட முடியாது, எனவே நானோ ஃபோடோனிக்ஸ் துறையில் அடிப்படை கண்டுபிடிப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.
Villum Centre of Excellence, NATEC, புதிதாக நிறுவப்பட்ட DNRF Excellence, NanoPoton மற்றும் ERC மேம்பட்ட மானியத்தால் ஆதரிக்கப்படுகிறது, DTU இன் விஞ்ஞானிகள் Fano குறுக்கீடு எனப்படும் ஒரு நிகழ்வைப் பயன்படுத்தி ஒரு புதிய வகை போட்டோனிக் சாதனங்களின் இயற்பியல் மற்றும் பயன்பாடுகளை ஆராய்கின்றனர். இந்த விளைவு அல்ட்ராஃபாஸ்ட் மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் நானோலேசர்கள் (ஃபானோ லேசர்கள் என்று அழைக்கப்படுகிறது), ஆப்டிகல் டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் குவாண்டம் சாதனங்களை ஒற்றை ஃபோட்டான் அளவில் செயல்படுவதற்கான வாய்ப்பை வழங்குகிறது.
இப்போது, DTU விஞ்ஞானிகள் தற்போதுள்ள நுண்ணிய லேசர்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு ஃபானோ லேசரின் ஒத்திசைவை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்பதைக் காட்டியுள்ளனர். முடிவு நேச்சர் போட்டோனிக்ஸில் வெளியிடப்பட்டுள்ளது.
“லேசரின் ஒத்திசைவு என்பது லேசரால் உருவாக்கப்படும் ஒளியின் நிறத்தின் தூய்மையின் அளவீடு ஆகும். ஆன்-சிப் தொடர்புகள், நிரல்படுத்தக்கூடிய ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள், உணர்தல், குவாண்டம் தொழில்நுட்பம் மற்றும் பல பயன்பாடுகளுக்கு அதிக ஒத்திசைவு அவசியம். உதாரணமாக, ஒத்திசைவான ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் சிஸ்டம்ஸ் ஒளி துடிப்புகளின் கட்டத்தைப் பயன்படுத்தி தகவல்களை அனுப்பும் மற்றும் கண்டறியும், இது மிகப்பெரிய தகவல் திறனுக்கு வழிவகுக்கிறது” என்கிறார் DTU Fotonik இன் பேராசிரியரும் NATEC மற்றும் NanoPhoton- இன் மையத் தலைவருமான ஜெஸ்பர் மார்க்.
ஜெஸ்பர் மார்க் மேலும் விளக்குவதாவது: “ஃபானோ லேசர், ஒரு சில மைக்ரான் அளவு கொண்டது (ஒரு மைக்ரான் ஒரு மில்லிமீட்டரின் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு), அது அசாதாரண ஆப்டிகல் நிலையில் இயங்குகிறது, இது தொடர்ச்சியான பிணைப்பு நிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஃபானோ அதிர்வால் தூண்டப்பட்டது. அத்தகைய நிலையின் இருப்பு முதலில் குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸின் சில ஆரம்ப முன்னோடிகளால் அடையாளம் காணப்பட்டது, ஆனால் பல ஆண்டுகளாக சோதனை கவனிப்பைத் தவிர்த்தது. காகிதத்தில், அத்தகைய பிணைப்பு-நிலையின் பண்புகளை நாங்கள் காட்டுகிறோம். மேலும் லேசரின் ஒத்திசைவை மேம்படுத்த தொடர்ச்சியை பயன்படுத்தலாம்.”
“கவனிப்பு ஓரளவு ஆச்சரியமாக இருக்கிறது,” என்று DTU ஃபோட்டோனிக், Yi Yu-வின் முன்னணி எழுத்தாளரும் மூத்த ஆராய்ச்சியாளரும் சேர்க்கிறார்கள், ஏனெனில் லேசர்களில் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் நிலைகளை விட ஒரு கட்டு நிலையின் தொடர்ச்சியானது மிகவும் குறைவான வலிமையானது. சோதனை ரீதியாகவும், கோட்பாட்டளவில், இந்த புதிய நிலையின் தனித்தன்மையை சாதகமாகப் பயன்படுத்தலாம்.”
Yi Yu தொடர்கிறார் “நாங்கள் உருவாக்கிய இலக்கை அடைய, DTU Fotonik- இல் உள்ள பேராசிரியர் கிரெஸ்டன் யிவிந்த் குழுவுடன் இணைந்து, மேம்பட்ட நானோ தொழில்நுட்ப மேடை, புதைக்கப்பட்ட ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சர் தொழில்நுட்பம் ஆகியவை உள்ளது. இந்த தொழில்நுட்பம் செயலில் உள்ள பொருட்களின் சிறிய, நானோமீட்டர் அளவிலான பகுதிகளை உணர அனுமதிக்கிறது. ஒளி உருவாக்கம் நடைபெறுகிறது, அதே நேரத்தில் மீதமுள்ள லேசர் அமைப்பு செயலற்றது. இந்த தொழில்நுட்பத்துடன் இணைந்த ஃபானோ அதிர்வு இயற்பியல் தான் இறுதியில் குவாண்டம் சத்தத்தை ஒடுக்க உதவுகிறது, இது நுண்ணிய ஒளிக்கதிர்களுக்கு மிக உயர்ந்த அளவீட்டு ஒத்திசைவுக்கு வழிவகுக்கிறது.”
இந்த புதிய கண்டுபிடிப்பு ஒருங்கிணைந்த மின்னணு-ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளில், குறிப்பாக புதிய தலைமுறை அதிவேக கணினிகளில் ஃபானோ லேசர்களைப் பயன்படுத்த வழிவகுக்கும். இன்றைய கணினிகளில், மின் சமிக்ஞைகள் தர்க்க செயல்பாடுகளுக்கும், கணினியின் பல்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையில் தரவுகளை அனுப்பவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், ஓமிக் இழப்புகள் காரணமாக, பரிமாற்றத்தில் நிறைய ஆற்றல் வீணாகிறது. இன்று இணையத்தில் ஆப்டிகல் ஃபைபர்களில் செய்யப்படுவது போல – மின் தரவை ஒளி சமிக்ஞைகளாக மாற்றுவதே ஃபானோ லேசரின் முதன்மைப் பணியாகும். நீண்ட கால முன்னோக்கு குறைந்தபட்ச ஆற்றல் நுகர்வுடன் மிக வேகமாக கணினி சில்லுகளைப் பெறுவதாகும்.
References: