Ang Maliit na Bagong Photonic Device ay Maaaring Makatulong sa Pagtuklas sa Mga Panlabas na Planeta at Makita ang Mga Sakit

Ang Doctoral Student skar Bjarki Helgason ay nagpapakita ng maliit na tilad at pang-eksperimentong pag-setup upang lumikha ng microcomb na nagbabago ng laro. Mga Kredito: Larawan: Mia Halleröd Palmgren, Collage: Yen Strandqvist / Chalmers

Ang mga maliliit na aparato na photonic ay maaaring magamit upang makahanap ng mga bagong exoplanet, subaybayan ang aming kalusugan at gawing mas mahusay ang internet. Mga mananaliksik Chalmers University of TechnologyNag-aalok ngayon ang Sweden ng isang nagbabago ng laro na gata ng pulot na maaaring magdala ng mga advanced na aplikasyon sa katotohanan.

Ang isang micro honeycomb ay isang aparato na photonic na maaaring makabuo ng isang napakaraming mga dalas ng salamin sa mata (mga kulay) sa isang maliit na puwang na kilala bilang isang micro resonator. Ang mga kulay na ito ay ipinamamahagi nang pantay-pantay upang ang microcomb ay kumilos tulad ng isang ‘pinuno na gawa sa ilaw’. Maaaring magamit ang aparato upang sukatin o makabuo ng mga frequency na may ganap na katumpakan.

Sa isang kamakailang nai-publish na artikulo sa journal Kalikasan Photonics, walong mananaliksik ng Chalmers ang naglalarawan ng isang bagong uri ng microcomb batay sa dalawang micro-resonator sa isang maliit na tilad. Ang bagong micro honeycomb ay isang katugma, nababagay at nababaluktot na aparato na may isang kahusayan sa net conversion hanggang sa sampung beses na mas mataas kaysa sa kasalukuyang estado ng teknolohiya.

Bagong Uri ng Microcomb

Ang mga mananaliksik sa Chalmers University of Technology sa Sweden ay nagpapakita ng isang microcomb batay sa dalawang micro-resonator sa halip na isa sa isang maliit na tilad. Ito ay isang katugma, madaling iakma at maiuulit na aparato na may hanggang sa sampung beses na mas mataas ang kahusayan ng net conversion kaysa sa kasalukuyang estado ng teknolohiya. Kredito: Yen Strandqvist / Chalmer

“Ang dahilan kung bakit ang mga resulta ay mahalaga dahil kinakatawan nila ang isang natatanging kombinasyon ng mga tampok na walang uliran sa larangan na ito sa mga tuntunin ng kahusayan, operasyon at kontrol ng mababang lakas,” sabi ni Iskar Bjarki Helgason, isang mag-aaral ng doktor sa kagawaran. Kagawaran ng Microtechnology at Nanoscience sa Chalmers at unang may-akda ng bagong artikulo.

Ang mga mananaliksik ng Chalmers ay hindi ang unang nagpakita ng isang microcomb sa isang maliit na tilad, ngunit gumawa sila ng isang pamamaraan na nagtagumpay sa ilang kilalang mga limitasyon sa larangan. Ang pangunahing kadahilanan ay ang paggamit ng dalawang mga optical cavity – micro resonator – sa halip na isa. Ang pag-aayos na ito ay nagreresulta sa natatanging mga katangiang pisikal.

Kumpanya ng Victor Torres

Ang Kumpanya ng Victor Torres, Associate Professor at pinuno ng pagsasaliksik ng proyekto, Kagawaran ng Microtechnology at Nanoscience, Chalmers University of Technology, Sweden. Credit sa Larawan: Michael Nystås / Chalmers

Ang bagong binuo micro honeycomb na inilagay sa isang maliit na tilad ay napakaliit na maaari itong magkasya sa dulo ng isang buhok ng tao. Ang mga puwang sa pagitan ng ngipin ng suklay ay napakalawak, na lumilikha ng mahusay na mga pagkakataon para sa mga mananaliksik at inhinyero.

Malawak na saklaw ng mga potensyal na application

Dahil ang halos anumang pagsukat ay maaaring maiugnay sa dalas, nag-aalok ang mga microcomb ng iba’t ibang mga potensyal na application. Halimbawa, maaari nilang mabawasan nang radikal ang pagkonsumo ng kuryente sa mga sistema ng komunikasyon ng optikal sa pamamagitan ng pagpapalit ng dose-dosenang mga laser sa mga data center na magkakaugnay sa isang solong chip-scale micro-pad. Maaari din silang magamit sa lidar para sa mga autonomous na sasakyan sa pagmamaneho upang masukat ang distansya.

Ang isa pang kapanapanabik na lugar kung saan maaaring magamit ang mga microcombs ay ang pagkakalibrate ng mga spectrograph na ginamit sa mga astronomical observatories na nakatuon sa paggalugad ng mga exoplanet na tulad ng Earth.

Ang mga tumpak na tumpak na orasan na pang-optikal at application ng pagsubaybay sa kalusugan para sa aming mga mobile phone ay iba pang mga posibilidad. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng komposisyon ng aming hininga na hangin, ang mga sakit ay maaaring ma-diagnose sa maagang yugto.

Iskar Bjarki Helgason

Óskar Bjarki Helgason, mag-aaral ng PhD, Kagawaran ng Microtechnology at Nanoscience, Chalmers University of Technology, Sweden. Kredito: Mia Halleröd Palmgren / Chalmers

Upang sagutin ang mga tanong na hindi pa nagtanong

Upang maging praktikal ang teknolohiya at maghanap ng paggamit sa labas ng laboratoryo, kailangan naming isama ang mga karagdagang elemento kasama ang mga micro resonator tulad ng mga laser, modulator at control electronics. Ito ay isang pangunahing hamon na nangangailangan ng 5-10 taon at pamumuhunan sa pananaliksik sa engineering. Ngunit naniniwala akong mangyayari ito, ”sabi ni Victor Torres Company, na namamahala sa proyekto sa pagsasaliksik sa Chalmers. Pinagpatuloy niya:

“Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga pagpapaunlad at aplikasyon ay ang mga hindi pa natin naiisip. Ito ay malamang na paganahin ng posibilidad na magkaroon ng higit sa isang micro suklay sa parehong maliit na tilad. Ano ang maaari nating makamit sa dose-dosenang mga micro honeycomb na hindi natin magagawa sa isa? “

Sanggunian: Óskar B. Helgason, Francisco R. Arteaga-Sierra, Zhichao Ye, Krishna Twayana, Peter A. Andrekson, Magnus Karlsson, Jochen Schröder at Victor Torres-Company, 25 Enero 2021, “Ang pagpapakalat ng mga solitaryo sa mga photonic molecule”, Kalikasan Photonics.
DOI: 10.1038 / s41566-020-00757-9

Ang artikulo ay isinulat ni Iskar B. Helgason, Francisco R. Arteaga-Sierra, Zhichao Ye, Krishna Twayana, Peter A. Andrekson, Magnus Karlsson, Jochen Schröder, at Victor Torres Company sa Kagawaran ng Microtechnology at Nanoscience sa Chalmers.

Ang lahat ng pananaliksik, kabilang ang pagmomodelo, teoretikal at pang-eksperimentong gawain, at nanofabrication ay isinagawa sa Chalmers University of Technology. Ang pananaliksik ay pinondohan ng European Research Council sa pamamagitan ng ERC Consolidator Grant ng Victor Torres Company at ng Sweden Research Council.

Dagdag pa tungkol sa: Frequency combs at micro honeycombs

Ang dalas ng suklay ay isang espesyal na laser kung saan ang mga frequency ng emission ay pantay na spaced. Gumaganap ito bilang isang pinuno na gawa sa ilaw kung saan ayusin ng mga payo ang sukat ng dalas sa bahagi ng electromagnetic spectrum mula sa ultraviolet hanggang sa mid-infrared. Ang lokasyon ng mga marker ay maaaring maiugnay sa isang kilalang sanggunian. Nakamit ito noong huling bahagi ng dekada 90 at minarkahan ang isang rebolusyon sa katumpakan na metrology – isang kilalang kinikilala ng 2005 Nobel Prize in Physics.

Ang Micro-pad ay isang modernong alternatibong teknolohiya sa mga naka-lock ng mode na laser na maaaring makagawa ng paulit-ulit na pulso ng ilaw na nakakagulat na bilis. Ginagawa ang mga ito sa pamamagitan ng pagpapadala ng ilaw ng laser sa isang maliit na lungga ng salamin sa mata na tinatawag na isang micro resonator. Samakatuwid, ang mga microcombs ay may dalawang mahahalagang pag-aari na ginagawang kaakit-akit sa mga ito para sa praktikal na layunin: Ang saklaw ng dalas sa pagitan ng mga marker ay napakalaki (karaniwang nasa pagitan ng 10 – 1,000 GHz), na mas mataas kaysa sa saklaw ng mga mode na naka-lock na dalas ng laser na naka-lock, at ang mga ito ay photonic integration. maaaring mailapat ang teknolohiya. Nagbibigay ito ng mga benepisyo sa mga tuntunin ng pagiging tugma sa pagsasama ng photonic, pagbawas sa laki, pagkonsumo ng kuryente at posibilidad na maabot ang mga application ng mass market. Ang malaking agwat sa pagitan ng ngipin ay nangangahulugan na ang mga micro honeycombs ay maaaring magamit para sa mga bagong application tulad ng mga mapagkukunan ng ilaw para sa mga sistema ng komunikasyon ng fiber optic o purong microwave electromagnetic radiation syntesis.

Ang susi sa bagong microcomb na binuo ni Chalmers ay ang paggamit ng dalawang mananaliksik ng dalawang micro resonator sa halip na isa. Ang mga micro resonator ay nakikipag-ugnay sa bawat isa na katulad ng kung paano nagbubuklod ang mga atomo habang bumubuo ng isang diatomic Molekyul. Ang pag-aayos na ito ay kilala bilang photonic Molekyul at may natatanging mga katangiang pisikal.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.