ikertzaileek txip oso mehe bat garatu dute zirkuitu fotoniko integratua duena, terahertz hutsunea deritzona ustiatzeko -espektro elektromagnetikoan 0,3-30THz artean dagoena- espektroskopia eta irudiak egiteko.
Hutsune hori gaur egun eremu teknologiko hil baten modukoa da, gaur egungo elektronika eta telekomunikazio gailuetarako azkarregiak diren maiztasunak deskribatzen dituena, baina optika eta irudi aplikazioetarako motelegiak.
Hala ere, zientzialarien txip berriak terahertz uhinak ekoizteko aukera ematen die maiztasun, uhin-luzera, anplitude eta fase egokituekin.Kontrol zehatz horrek terahertz erradiazioa aprobetxatzea ahalbidetu dezake hurrengo belaunaldiko aplikazioetarako, bai eremu elektronikoan bai optikoan.
EPFL, ETH Zurich eta Harvardeko Unibertsitatearen artean egindako lana urtean argitaratu daNatura Komunikazioak.
Cristina Benea-Chelmus-ek, EPFLko Ingeniaritza Eskolako Fotonika Hibridoko Laborategian (HYLAB) ikerketa zuzendu zuenak, azaldu zuenez, aurretik terahertz uhinak laborategi batean ekoitzi ziren arren, aurreko planteamenduak ontziratu gabeko kristaletan oinarritu dira batez ere egokia sortzeko. maiztasunak.Horren ordez, bere laborategiak zirkuitu fotonikoa erabiltzeak, litio niobatoz egina eta Harvard Unibertsitateko kolaboratzaileek nanometro eskalan finki grabatuta, askoz ere ikuspegi errazagoa egiten du.Siliziozko substratu bat erabiltzeak gailua sistema elektroniko eta optikoetan integratzeko ere egokia bihurtzen du.
"Oso frekuentzia altuetan uhinak sortzea oso zaila da, eta eredu bereziekin sor ditzaketen teknika oso gutxi daude", azaldu du."Orain gai gara terahertz uhinen forma tenporal zehatza diseinatu, funtsean esateko: 'Horrelako uhin forma nahi dut'".
Hori lortzeko, Benea-Chelmus-en laborategiak txiparen kanalen antolamendua diseinatu zuen, uhin-gidak izenekoak, antena mikroskopikoak erabili ahal izateko zuntz optikoetatik argiak sortutako terahertz uhinak emititzeko.
“Gure gailuak dagoeneko seinale optiko estandarra erabiltzen duela abantaila da benetan, esan nahi baitu txip berri hauek laser tradizionalekin erabil daitezkeela, oso ondo funtzionatzen dutenak eta oso ondo ulertzen direnak.Horrek esan nahi du gure gailua telekomunikazioekin bateragarria dela ", azpimarratu du Benea-Chelmus-ek.Terahertz barrutian seinaleak bidaltzen eta jasotzen dituzten gailu miniaturizatuek funtsezko eginkizuna izan dezaketela seigarren belaunaldiko mugikor-sistemetan (6G).
Optikaren munduan, Benea-Chelmus-ek potentzial berezia ikusten du litio-niobato txip miniaturizatuen espektroskopia eta irudigintzan.Ionizatzaileak ez izateaz gain, terahertz uhinak gaur egun material baten konposizioari buruzko informazioa emateko erabiltzen diren beste uhin mota asko (adibidez, X izpiak) baino askoz energia baxuagoa dute, hezur bat edo olio-pintura izan.Litio-niobato txipa bezalako gailu trinko eta ez suntsitzaile batek, beraz, egungo espektrografia tekniken alternatiba ez hain inbaditzaile bat eman lezake.
«Imagina liteke interesatzen zaizun material baten bidez terahertz erradiazioa bidaltzea eta materialaren erantzuna neurtzeko aztertzea, bere egitura molekularraren arabera.Hori guztia pospolo burua baino gailu txikiago batetik», esan zuen.
Jarraian, Benea-Chelmus-ek txiparen uhin-gidaren eta antenen propietateak doitzean arreta jarri nahi du, anplitude handiagoko uhin-formak eta maiztasun eta desintegrazio-tasa finagotuagoak izateko.Era berean, bere laborategian garatutako terahertz teknologia aplikazio kuantikoetarako erabilgarria izan daitekeela ikusten du.
«Oinarrizko galdera asko jorratu behar dira;adibidez, interesatzen zaigu ea horrelako txipak erabili ditzakegun epe oso laburrean manipulatu daitezkeen erradiazio kuantiko mota berriak sortzeko.Zientzia kuantikoan horrelako uhinak objektu kuantikoak kontrolatzeko erabil daitezke", ondorioztatu zuen.
Argitalpenaren ordua: 2023-02-14