Harvardi ülikooli läbimurre integreeritud kiibi laseriga on kiibid tööstuslike rakenduste saavutamiseks hõlpsasti
2025-05-12
Harvardi ülikooli füüsikud on välja töötanud võimsa uue kiibil laseri, mis kiirgab keskmise infrapunaspektris eredaid impulsse-see on tabamatu, kuid äärmiselt kasulik valgus valik, mida saab kasutada gaaside tuvastamiseks ja uute spektroskoopiliste tööriistade võimaldamiseks. Seade pakib suurema süsteemi funktsionaalsuse pisikeseks kiibiks, ilma et oleks vaja väliseid komponente. See ühendab läbimurdelise fotoonilise disaini kvantkaskaadlaseritehnoloogiaga ja eeldatavasti revolutsiooniliselt muudab keskkonnaseire ja meditsiiniagnostika, tuvastades tuhandeid valgusagedusi korraga. Harvardi John A. Paulsoni tehnika- ja rakendusteaduste kooli füüsikud on välja töötanud kompaktse laseriga, mis kiirgab keskmise infrapuna spektris eredaid, ultrašorte valguse impulsse-lainepikkuse vahemikku, mis on nii teaduslikult väärtuslik kui ka tehnoloogiliselt keeruline. Seadme jõudlus on võrreldav palju suuremate fotooniliste süsteemide omadega, kuid on täielikult integreeritud ühele kiibile. Täna (16. aprillil) ajakirjas Nature avaldatud uurimistöö tähistab kiibis asuvat kipkosekundi keskmise infrapuna-laserimpulsigeneraatori esimest demonstreerimist, mis töötab ilma väliste komponentideta. Laser võib genereerida optilisi sageduskammisid-spektrit ühtlaselt paigutatud sagedusi-laias valikus rakenduste jaoks ülitäpselt mõõtmistes. Eeldatakse, et see kompaktne platvorm aitab realiseerida uue põlvkonna laia spektriga gaasiandureid keskkonnaseireks ja arenenud spektraalriistade jaoks meditsiiniliseks kuvamiseks. Footonite ja elektromagnetiliste valdkonnad on põhjalikud muudatused, mis põhjustavad numbrilise simulatsioonitehnoloogia sügava integreerimise. Traditsioonilised optilised disaini- ja analüüsimeetodid näitavad järk-järgult nende piiranguid, kui seisavad silmitsi selliste probleemidega nagu keeruline valguvälja juhtimine ja mitmemõõtmeliste struktuuride optiliste omaduste ennustamine. Võimsa numbrilise simulatsiooni tööriistana kiirendab FDTD meetod selle tungimist optiliste ja multidistsiplinaarsete ristdistsiplinaarsete uuringute kõigisse aspektidesse. Alates metasurfasse kujundamisest kuni nano-optilise struktuuri analüüsist, alates tala manipuleerimisest kuni fotoonilise seadme optimeerimiseni, kujundab FDTD optiliste uuringute ja rakenduse paradigmat. Rahvusvaheliste suundumuste osas on metasurfaaside uurimine muutunud kuumaks teemaks. Metasurpinnad võivad läbi murda traditsiooniliste optiliste komponentide juhtimisvõimalused valguses ja realiseerida valguse paindlikku juhtimist mitmes mõõtmes, näiteks faas, polarisatsioon ja amplituud. Põhiuuringutest kuni praktiliste rakendusteni uuritakse pidevalt metasurptaste potentsiaali ja lõputu voogu tekivad uued uurimistulemused. Näiteks saab metasurfaate kasutada kergete talade kuju täpse kontrolli saavutamiseks ja spetsiaalsete talade, näiteks keeriste talade ja õhuliste talade genereerimiseks. Nendel taladel on ainulaadsed eelised ja laialdased rakenduse väljavaated optilise kommunikatsiooni, optilise pildistamise, optiliste pintsettide jms valdkonnas. Samal ajal on metasurptaste ristintegreerimine tipptasemel distsipliinidega nagu nanofotoonilised ja plasmonilised piiritletud optika ja optika uuenduslike arenduste ja selle jaoks keerukad probleemid. Riiklikul nõudluse tasemel on minu riigi kiire areng optilise kommunikatsiooni, optilise teabe töötlemise, optilise pildistamise, fotooniliste kiipide jms valdkonnas loonud üha pakilisema vajaduse talentide järele, kes suudavad omandada täiustatud optilise disaini ja simulatsioonitehnoloogiaid. Riikliku loodusõpetuse fondi väljatöötamise 14. viieaastane plaan pakub selgelt välja prioriteetsetes arenduspiirkondades "välja töötada vooluahelad, raadiosageduslikud moodulid ja antennitehnoloogiad koos uute materjalide, uute arhitektuuride ja uute mehhanismidega, uurida tõhusaid elektromagnetilisi arvutusi, intelligentseid elektromagnetilisi lainejuhtimismeetodeid ja uute tehnoloogiliste infotehnoloogia arendamist Elektroniliste infosüsteemide arendamisel".
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
