A Breakthrough Ġdid fit-Teknoloġija Ultrashort Laser Pulse

Lejżers qed isiru parti integrali minn għadd ta 'apparati u industriji. Meta raġġ tal-lejżer jinteraġixxi mal-wiċċ ta 'materjal nanoskala, temetti mewġa ta' dawl imsejjaħ "plasmon" (exciton tal-plażma), u l-proprjetajiet ta 'exciton tal-plażma partikolari jistgħu jwasslu informazzjoni. Fit-trażmissjoni ottika, laser tippompja dawl f'komponent imsejjaħ "assorbitur saturabbli" biex jipproduċi sinjal ottiku.
Riċentement, Yu Yao, professur assoċjat tal-inġinerija elettrika fl-Università tal-Istat ta 'Arizona, u t-tim ta' riċerka tagħha fiċ-Ċentru tal-Istat ta 'Arizona għall-Innovazzjoni tal-Fotonika fasslu element tal-laser nanoskala aktar mgħaġġel u aktar effiċjenti fl-enerġija msejjaħ assorbatur saturabbli meta strutturat ibridu grafen-plażma, jew GPSMA.
Il-GPSMA għandha applikazzjonijiet potenzjali f'industriji bħall-komunikazzjonijiet, l-ipproċessar tal-informazzjoni, l-ispettroskopija u l-bijomediċina. L-assorbitur jista 'jintuża biex itejjeb il-veloċità, l-effiċjenza u l-prestazzjoni ġenerali biex javvanza t-trażmissjoni tad-dejta, l-ipproċessar tal-informazzjoni, sensing bijomediku u teknoloġiji tal-immaġini.
Minħabba l-proprjetajiet ta 'benefiċċju tiegħu fil-modulazzjoni ottika u l-assorbiment saturabbli, it-tim ta' Yu Yao inkorpora ibridu tal-metall-grafene maħdum b'mod artifiċjali fl-iżvilupp tagħhom.
F'dokument riċenti ppubblikat fil-ġurnal xjentifiku ACS Nano, Yao tiddettalja kif il-laboratorju tagħha integra assorbatur saturabbli bbażat fuq il-grafene u kif irnexxielhom itejbu l-apparat biex inaqqsu l-konsum tal-enerġija filwaqt li jżommu ħinijiet ta 'rispons ultra-veloċi.
Huma kisbu dawn ir-riżultati importanti billi ddisinjaw firxa ta 'antenna ottika li tiffoka d-dawl fuq lakuni nanoskala fil-materjal, magħrufa bħala hot spots, biex jippromwovu l-assorbiment. Billi ffukaw il-lejżer fuq dawn il-hot spots, osservaw prestazzjoni mtejba u tnaqqis fil-konsum tal-enerġija.
"Il-grafene huwa ħafif u għandu ħinijiet ta 'rispons ottiku mgħaġġla, iżda assorbiment baxx fil-forma ta' monosaff tiegħu," qal Yu Yao, "Aħna ddisinjati l-apparat sabiex l-assorbiment tad-dawl f'hotspots tan-nanoskala jista 'jiżdied b'aktar minn tliet ordnijiet ta' kobor, li jipproduċu mhux biss assorbiment qawwi tad-dawl iżda wkoll effett ta 'assorbiment ta' saturazzjoni. Bil-GPSMA, qed nagħmlu apparat ta 'assorbiment saturabbli li jista' attwalment inaqqas il-konsum tal-enerġija bi kważi tnejn sa tliet ordnijiet ta 'kobor."
Ibbażat fuq il-veloċità miżjuda b'mod sinifikanti tagħha, it-teknoloġija l-ġdida tagħhom se tiftaħ opportunitajiet ġodda għall-ispettroskopija tal-laser infra-aħmar u komunikazzjonijiet ta 'sinjali ottiċi b'veloċità għolja (kejbil tal-fibra ottika u komunikazzjonijiet bis-satellita).
"L-apparat tagħna jista 'jopera b'veloċità għolja rekord," qal Yu Yao, "Assorbituri saturabbli konvenzjonali jistgħu joperaw fuq skala ta' żmien nanosecond, iżda issa nistgħu nilħqu madwar 60 femtoseconds, aktar minn 100,000 darba aktar malajr minn qabel. "
GPSMA bħalissa topera fuq wavelengths qrib infrared fuq l-ispettru elettromanjetiku. Minħabba li l-grafene għandu rispons ottiku wiesa ', jista' jestendi l-kopertura spettrali tiegħu għal wavelengths itwal fir-reġjun spettrali infra-aħmar, li għandu implikazzjonijiet importanti għall-ispettroskopija molekulari u l-komunikazzjonijiet ottiċi. Madankollu, għal wavelengths itwal, huwa tradizzjonalment aktar diffiċli li jinkiseb assorbiment saturabbli u jiġġenera impulsi tal-laser ultrashort. Għalhekk, il-kunċett tad-disinn GPSMA jista 'jimla vojt teknoloġiku bħal dan.
L-apparat tat-tim ta 'Yu Yao għandu applikazzjonijiet potenzjali fl-industriji tat-telekomunikazzjoni, l-enerġija u l-bijomedika. Assorbituri bħal dawn jistgħu jintużaw biex itejbu l-veloċità, l-effiċjenza u l-prestazzjoni ġenerali tal-kejbils tal-fibra ottika, u jiftħu opportunitajiet għall-avvanz tat-trażmissjoni tad-dejta, il-prestazzjoni taċ-ċelloli solari u t-teknoloġiji tal-immaġini għall-iskoperta tal-mard.