Le blianta beaga anuas, tá fótóinic chomhtháite úsáidte ag taighdeoirí ó thíortha éagsúla chun ionramháil tonnta solais infridhearg a bhaint amach de réir a chéile agus iad a chur i bhfeidhm ar líonraí 5G ardluais, braiteoirí sliseanna, agus feithiclí uathrialacha. Faoi láthair, le doimhniú leanúnach an treo taighde seo, tá taighdeoirí tosaithe ag déanamh braiteadh domhain ar bhandaí solais infheicthe níos giorra agus ag forbairt feidhmeanna níos fairsinge, amhail LIDAR ar leibhéal sliseanna, spéaclaí AR/VR/MR (réaltacht fheabhsaithe/fhíorúil/hibrideach), taispeántais holografacha, sliseanna próiseála chandamach, tóireadóirí optaigineacha a ionchlannaítear san inchinn, etc.
Is é comhtháthú mórscála modhnóirí céime optúla croílár an fhochórais optúil le haghaidh ródaireacht optúil ar sliseanna agus múnlú tonnfhad saorspáis. Tá an dá phríomhfheidhm seo riachtanach chun feidhmeanna éagsúla a bhaint amach. Mar sin féin, i gcás modhnóirí céime optúla sa raon solais infheicthe, tá sé thar a bheith dúshlánach freastal ar riachtanais an tarchuir ard agus an mhodhnúcháin ard ag an am céanna. Chun an riachtanas seo a chomhlíonadh, ní mór fiú na hábhair níotráit sileacain agus niobáit litiam is oiriúnaí an toirt agus an tomhaltas cumhachta a mhéadú.
Chun an fhadhb seo a réiteach, dhear Michal Lipson agus Nanfang Yu ó Ollscoil Columbia modúlóir céime teirmea-optúil níotráite sileacain bunaithe ar an athshonadóir micrea-fháinne adaibéiteach. Chruthaigh siad go n-oibríonn an t-athshonadóir micrea-fháinne i riocht cúplála láidir. Is féidir leis an bhfeiste modhnú céime a bhaint amach le caillteanas íosta. I gcomparáid le modúlóirí céime treorach tonnta gnáth, tá laghdú ord méide ar a laghad ag an bhfeiste ar thomhaltas spáis agus cumhachta. Tá an t-ábhar gaolmhar foilsithe in Nature Photonics.
Dúirt Michal Lipson, saineolaí ceannródaíoch i réimse na fótóinice comhtháite, bunaithe ar níotríd sileacain: “Is é eochair an réitigh atá beartaithe againn ná athshondóir optúil a úsáid agus oibriú i mar a thugtar air stát cúplála láidir.”
Is struchtúr an-shiméadrach é an t-athshondóir optúil, ar féidir leis athrú beag ar an innéacs athraonta a thiontú ina athrú céime trí il-thimthriallta de bhíomaí solais. Go ginearálta, is féidir é a roinnt ina thrí stát oibre éagsúla: “tearcchúpláil” agus “tearcchúpláil.” Cúpláil chriticiúil” agus “cúpláil láidir.” Ina measc, ní féidir le “tearcchúpláil” ach modhnú céime teoranta a sholáthar agus tabharfaidh sé isteach athruithe aimplitiúide neamhriachtanacha, agus beidh caillteanas suntasach optúil mar thoradh ar “chúpláil chriticiúil”, rud a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht iarbhír na feiste.
Chun modhnú céime 2π iomlán agus athrú aimplitiúid íosta a bhaint amach, rinne an fhoireann taighde an micrifáinne a ionramháil i riocht “cúplála láidir”. Tá neart an chúplála idir an micrifáinne agus an “bus” deich n-uaire níos airde ar a laghad ná caillteanas an mhicrifáinne. Tar éis sraith dearthaí agus optamaithe, taispeántar an struchtúr deiridh sa fhigiúr thíos. Is fáinne athshondach é seo le leithead barrchaolaithe. Feabhsaíonn an chuid treorach tonnta caol an neart cúplála optúil idir an “bus” agus an micreachorna. An chuid treorach tonnta leathan Laghdaítear cailliúint solais an mhicrifáinne trí scaipeadh optúil an bhalla taobh a laghdú.
Dúirt Heqing Huang, an chéad údar den pháipéar: “Dhearamar modúlóir céime solais infheicthe mionsamhail, coigilte fuinnimh, agus caillteanas thar a bheith íseal, le ga 5 μm amháin agus tomhaltas cumhachta modhnú céime π de 0.8 mW amháin. Tá an t-athrú aimplitiúide a tugadh isteach níos lú ná 10%. Is annamh a tharlaíonn sé go bhfuil an modúlóir seo chomh héifeachtach céanna do na bandaí gorma agus glasa is deacra sa speictream infheicthe.”
Chuir Nanfang Yu in iúl freisin, cé go bhfuil siad i bhfad ó leibhéal comhtháthaithe táirgí leictreonacha a bhaint amach, go bhfuil a gcuid oibre tar éis an bhearna idir lasca fótónacha agus lasca leictreonacha a chúngú go mór. “Mura raibh cead ach ag an teicneolaíocht mhodúlóra roimhe seo 100 modúlóir céime treorach tonnta a chomhtháthú i bhfianaise lorg slise agus buiséad cumhachta áirithe, is féidir linn anois 10,000 aistritheoir céime a chomhtháthú ar an sliseán céanna chun Feidhm níos casta a bhaint amach.”
Go hachomair, is féidir an modh dearaidh seo a chur i bhfeidhm ar mhodhnóirí leictrea-optúla chun an spás áitithe agus an tomhaltas voltais a laghdú. Is féidir é a úsáid freisin i raonta speictreacha eile agus i ndearaí athshondóra éagsúla eile. Faoi láthair, tá an fhoireann taighde ag comhoibriú chun an LIDAR speictrim infheicthe atá comhdhéanta d'eagair aistrithe céime bunaithe ar mhicrifháinní den sórt sin a léiriú. Amach anseo, is féidir é a chur i bhfeidhm freisin ar go leor feidhmchlár amhail neamhlíneacht optúil fheabhsaithe, léasair nua, agus optaic chandamach nua.
Foinse an ailt: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Is fiontar ardteicneolaíochta é Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. atá lonnaithe i “Gleann an tSileacain” sa tSín – Beijing Zhongguancun, atá tiomanta do fhreastal ar institiúidí taighde intíre agus eachtrannacha, institiúidí taighde, ollscoileanna agus pearsanra taighde eolaíochta fiontar. Tá ár gcuideachta ag gabháil go príomha do thaighde agus forbairt neamhspleách, dearadh, monarú, díol táirgí optoelectronacha, agus soláthraíonn sí réitigh nuálacha agus seirbhísí gairmiúla, pearsantaithe do thaighdeoirí eolaíochta agus d’innealtóirí tionsclaíocha. Tar éis blianta de nuálaíocht neamhspleách, tá sraith shaibhir agus foirfe de tháirgí fótaileictreacha cruthaithe aici, a úsáidtear go forleathan i dtionscail bhardasacha, mhíleata, iompair, cumhachta leictreachais, airgeadais, oideachais, leighis agus tionscail eile.
Táimid ag tnúth le comhoibriú leat!
Am an phoist: 29 Márta 2023