آغاز عصر جدید برای کنترل نور با کمک ریزتراشه ها
انجمن پارسیان: به گزارش انجمن پارسیان، یک سنسور جدید که روی تراشه تعبیه می شود، با استفاده از «کریستال های فوتونیک موآر پیچ خورده» (twisted moiré photonic crystals) می تواند خصوصیت های نور را در لحظه تنظیم کند. این تراشه می تواند جایگزین سیستم های نوری حجیم و عظیم شود.
به گزارش انجمن پارسیان به نقل از ایسنا، «کریستال های فوتونیک موآر پیچ خورده» یک نوع پیشرفته از فراماده نوری هستند که کاربرد قابل توجهی برای ساختن سیستم های نوری کوچکتر، قدرتمندتر و همه کاره تر دارند. آنها چگونه کار می کنند؟
به دو پارچه با الگوهای تکراری ساده مانند راه راه فکر کنید. وقتی آنها را مستقیماً روی هم قرار دهید، هر الگو قابل مشاهده باقی می ماند، اما اگر یک لایه را کمی بچرخانید یا جابجا کنید، الگوهای جدید و پیچیده تری ظاهر می شوند؛ الگوهایی که در هیچ یک از پارچه ها به تنهایی وجود ندارند.
تنظیم دقیق نور به همراه پیچ خوردگی ها و لایه ها
به نقل از اس تی دی، این اصل در مورد «کریستال های فوتونی موآر پیچ خورده» هم صدق می کند. هنگامی که لایه ها بطور متفاوتی می چرخند یا از هم فاصله می گیرند، نحوه تعامل آنها با نور تغییر می کند. پژوهشگران با تنظیم دقیق زاویه پیچش و فاصله بین لایه ها می توانند چندین خصوصیت نور مانند فاز، قطبش و طول موج را بطور همزمان کنترل کنند.
با این وجود، پژوهشگران هنوز نتوانسته اند «کریستال های فوتونیکی موآر پیچ خورده» را در دستگاه هایی که می توانند بطور فعال پیچش و فاصله بین لایه ها را در لحظه کنترل کنند، ادغام کنند.
پیشرفت در طراحی روی تراشه
حالا پژوهشگران «دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد جان پاولسون» (SEAS )، با همکاری دانشگاه استنفورد و دانشگاه کالیفرنیا، یک سنسور «کریستال فوتونیک موآر پیچ خورده» روی تراشه توسعه داده اند که از فناوری «MEMS »(سامانه های میکرو الکترومکانیکی) برای کنترل شکاف و زاویه بین لایه های کریستال در لحظه بهره می گیرد.
بودجه این تحقیقات «توسط بنیاد ملی علوم آمریکا»(DARPA)، دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی آمریکا و دفتر تحقیقات دریایی آمریکا تأمین شده است و ساخت نمونه اولیه آن در «مرکز سامانه های مقیاس نانو دانشگاه هاروارد» انجام شده است.
فشرده، قابل تنظیم و قدرتمند
«اریک ماژور»(Eric Mazur )، استاد فیزیک و نویسنده مقاله فیزیک کاربردی می گوید: «کریستال های فوتونیک موآر پیچ خورده» برای طراحی و ساخت سامانه های نوری کوچک تر و قوی تر، کاربردی ترند؛ چونکه دارای خصوصیت های نوری قابل تنظیم، کنترل دقیق نور، طراحی فشرده و مقیاس پذیر هستند. همین طور این فناوری دارای پتانسیل کاربرد گسترده ای در فناوری های مختلف فوتونیک پیشرفته است.
«هائونینگ تانگ»(Haoning Tang )، محقق فوق دکترا در (SEAS) و نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: تحقیقات ما نشان میدهد که وقتی کنترل دقیقی داشته باشیم، این مواد چقدر می توانند قدرتمند باشند. ما می توانیم با این نظارت، مسیری مقیاس پذیر برای تولید دستگاه های نورشناسی پیدا نماییم.
قابلیت مقیاس پذیری
در این دستگاه، لایه های «کریستال های فوتونیک» روی محرک های عمودی و چرخشی قرار می گیرند که به یک الکترود متصل هستند. ابعاد کل دستگاه تنها چند میلی متر است و می تواند با بهره گیری از فرآیندهای سازگار با «CMOS» ساخته شود. این به این معنا است که می توان آنرا با بهره گیری از فرآیندهای استاندارد نانو ساخت.
پژوهشگران نشان دادند که با بهره گیری از محرک ها برای تغییر فاصله و موقعیت چرخشی لایه های «کریستال های فوتونی» می توانند تصویربرداری فراطیفی و ابرقطبی همزمان را انجام دهند. این کار یعنی هر پیکسلی که توسط سنسور گرفته می شود، حاوی اطلاعاتی از سراسر طیف الکترومغناطیسی و اطلاعات دقیق در مورد وضعیت قطبش است.
بگفته پژوهشگران، این نخستین دستگاه با درجه تنظیم فعال است که چنین اطلاعات دقیقی را در مورد خواص مختلف نور نشان میدهد.
کاربرد در صنایع مختلف
تانگ می گوید: این دستگاهها می توانند برای طیف وسیعی از کاربردها همچون محاسبات کوانتومی، ارتباطات داده ها، ماهواره ها یا اسکن های پزشکی استفاده شوند؛ جایی که دریافت تصویر واضح و اطلاعات دقیق در مورد نور و رنگ بسیار اهمیت دارد.
بگفته پژوهشگران، این دستگاهها در آینده با قابلیت های تنظیم بیشتری ساخته خواهند شد.
این پژوهش در مجله Nature Photonics انتشار یافته است.
منبع: parsianforum.ir
این پست را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این پست