Ċirkwiti Fotoniċi taċ-Ċippa Ġodda Maħluqa Biex Jikkonverti Raġġ Uniku tal-Lejżer F'Ħafna Raġġi Ġodda differenti

It-tiswir preċiż u l-kontroll tar-raġġi tad-dawl viżibbli huwa kritiku għad-dijanjosi u l-istudju tal-mard tal-bniedem u l-qbid tal-atomi li jiffurmaw il-bażi tal-arloġġi l-aktar preċiżi tad-dinja, il-komputazzjoni kwantistika u ħafna teknoloġiji quantum oħra.
Riċentement, riċerkaturi fl-Istitut Nazzjonali ta 'Standards u Teknoloġija (NIST) ħabbru d-disinn ta' ċirkwit fotoniku fuq ċippa li tista 'tikkonverti raġġ wieħed tal-laser inċidentali f'serje ta' raġġi ġodda, u jagħmel kull raġġ ikollu proprjetajiet ottiċi differenti.

Skont ir-rapport, ir-raġġi ġġenerati ġodda jżommu l-frekwenza tar-raġġ oriġinali filwaqt li jħallu ċ-ċirkwit minn postijiet differenti fuq iċ-ċippa. Dan jippermetti lix-xjenzati u l-inġiniera li jagħżlu l-karatteristiċi speċifiċi ta 'raġġ wieħed jew aktar għal applikazzjoni partikolari.
Hekk kif ir-raġġ jidħol fiċ-ċippa fotonika, huwa dirett lejn żona fejn splitter tar-raġġ jaqsam il-mewġ tad-dawl f'żewġ partijiet. F'kull post, saff irqiq ta 'pentossidu tat-tantalu bħal ġobon Żvizzeru jibdel ħafna mill-proprjetajiet tal-mewġ tad-dawl, inklużi l-fażi u l-polarizzazzjoni tagħha.
Jekk tagħmel hekk, madankollu, tipikament teħtieġ ottiċi goffi li jieħdu ħafna spazju fil-laboratorju. L-apparat il-ġdid iddisinjat minn NIST jista’ fl-aħħar mill-aħħar jelimina l-ħtieġa għal tali ottika u jgħin fil-minjaturizzazzjoni tal-aħħar ġenerazzjoni ta’ arloġġi atomiċi u apparati oħra sabiex ikunu jistgħu attwalment ikunu użati. Arloġġi ottiċi atomiċi żgħar u portabbli jistgħu jtejbu bil-kbir is-sistemi tan-navigazzjoni, speċjalment taħt l-ilma fejn il-GPS ma jkunx disponibbli.
Lentijiet asferiċi CNC-illustrati ta 'preċiżjoni għolja
Il-biċċa l-kbira tal-metodi ta 'tiswir u direzzjoni tad-dawl fuq ċippa, inklużi dawk li jużaw iperuċuħ, tipikament jinvolvu l-konverżjoni ta' raġġ wieħed ta 'dawl b'sett wieħed ta' proprjetajiet f'raġġ wieħed ta 'dawl b'sett ieħor ta' proprjetajiet differenti.
B'kuntrast, jgħid ir-riċerkatur NIST Grisha Spektor, l-apparat tagħhom jista 'jiġġenera numru kbir ta' travi f'forma minn raġġ ta 'input wieħed. Ir-riċerkaturi jeħtieġu raġġi multipli tal-lejżer li jibbumbardjaw is-sħaba atomika simultanjament minn direzzjonijiet differenti biex jaqbdu u jkessħu s-sħaba sabiex tkun tista' tintuża bħala l-bażi għal arloġġ atomiku. L-aħħar ġenerazzjoni ta 'arloġġi atomiċi ottiċi, li x'aktarx isiru l-istandard internazzjonali ġdid għad-definizzjoni tat-tieni, tipikament jeħtieġu sitt raġġi tal-lejżer.
Iċ-ċirkwit jiġġenera dawn ir-raġġi fi ħdan saff ultra-rqiq ta' 150-nanometru ta' pentossidu tat-tantalu. Il-pentossidu tat-tantalu, tipikament użat f'kisjiet ottiċi, għandu indiċi rifrattiv għoli u huwa kważi kompletament trasparenti.
Bl-użu ta' algoritmi tal-kompjuter, Grisha Spektor u l-kollegi tiegħu stampaw is-saff tal-pentossidu tat-tantalu b'mudell Svizzeru bħal ġobon biex jipproduċu raġġi multipli, kull wieħed bi proprjetajiet differenti.Grisha Spektor jgħid li minħabba li ċ-ċirkwit fotoniku jikkonsisti f'saff wieħed ta 'materjal, jista' jkun fabbrikat b'faċilità relattiva u skalat sa daqsijiet akbar kif meħtieġ.
Ir-riżultati juru li r-raġġ tal-lejżer jidħol fiċ-ċippa permezz ta 'kanal li jidderieġi d-dawl għal diversi postijiet differenti fi ħdan iċ-ċippa. F'kull post, il-fluss ottiku huwa maqsum f'żewġ partijiet. L-istruttura tal-pentossidu tat-tantalu tagħti lil kull nixxiegħa fażi differenti - il-pożizzjoni tal-mewġ tad-dawl fiċ-ċikli tal-quċċata u tal-ħawt tagħha.