watafiti wameunda chip nyembamba sana iliyo na saketi iliyojumuishwa ya picha ambayo inaweza kutumika kutumia pengo liitwalo terahertz - lililo kati ya 0.3-30THz kwenye wigo wa sumakuumeme - kwa taswira na taswira.
Pengo hili kwa sasa ni eneo lisilofaa la kiteknolojia, linaloelezea masafa ambayo ni ya haraka sana kwa vifaa vya kisasa vya kielektroniki na mawasiliano, lakini polepole sana kwa programu za macho na upigaji picha.
Hata hivyo, chipu mpya ya wanasayansi sasa inawawezesha kuzalisha mawimbi ya terahertz yenye masafa, urefu wa mawimbi, amplitude na awamu. Udhibiti huo sahihi unaweza kuwezesha mionzi ya terahertz kutumika kwa matumizi ya kizazi kijacho katika nyanja za kielektroniki na za macho.
Kazi hiyo, iliyofanywa kati ya EPFL, ETH Zurich na Chuo Kikuu cha Harvard, imechapishwa katikaMawasiliano ya asili.
Cristina Benea-Chelmus, ambaye aliongoza utafiti katika Maabara ya Picha Mseto (HYLAB) katika Shule ya Uhandisi ya EPFL, alieleza kuwa wakati mawimbi ya terahertz yametolewa katika mpangilio wa maabara hapo awali, mbinu za awali zilitegemea hasa fuwele nyingi kuzalisha masafa sahihi. Badala yake, matumizi ya maabara yake ya saketi ya picha, iliyotengenezwa kutoka kwa lithiamu niobate na kuchorwa vyema katika kipimo cha nanometa na washirika katika Chuo Kikuu cha Harvard, kunaleta mbinu iliyorahisishwa zaidi. Matumizi ya substrate ya silicon pia hufanya kifaa kinafaa kuunganishwa katika mifumo ya elektroniki na macho.
"Kuzalisha mawimbi kwa masafa ya juu sana ni changamoto kubwa, na kuna mbinu chache sana ambazo zinaweza kuzizalisha kwa mifumo ya kipekee," alielezea. "Sasa tunaweza kuunda umbo kamili wa muda wa mawimbi ya terahertz - kusema kimsingi, 'Nataka muundo wa mawimbi unaoonekana kama huu.'
Ili kufanikisha hili, maabara ya Benea-Chelmus ilibuni mpangilio wa chipu wa chaneli, zinazoitwa waveguides, kwa njia ambayo antena za hadubini zingeweza kutumiwa kutangaza mawimbi ya terahertz yanayotolewa na mwanga kutoka kwa nyuzi za macho.
"Ukweli kwamba kifaa chetu tayari kinatumia mawimbi ya kawaida ya macho ni faida kwa kweli, kwa sababu ina maana kwamba chipsi hizi mpya zinaweza kutumiwa na leza za kitamaduni, ambazo hufanya kazi vizuri sana na zinaeleweka vizuri sana. Inamaanisha kuwa kifaa chetu kinaendana na mawasiliano," alisisitiza Benea-Chelmus. Aliongeza kuwa vifaa vidogo vinavyotuma na kupokea mawimbi katika safu ya terahertz vinaweza kuchukua jukumu muhimu katika mifumo ya simu ya kizazi cha sita (6G).
Katika ulimwengu wa macho, Benea-Chelmus huona uwezekano mahususi wa chipsi za lithiamu niobate za miniaturized katika utazamaji na upigaji picha. Pamoja na kutokuwa na ioni, mawimbi ya terahertz yana nishati ya chini sana kuliko aina nyingine nyingi za mawimbi (kama vile eksirei) zinazotumiwa sasa kutoa taarifa kuhusu utungaji wa nyenzo - iwe ni mfupa au mchoro wa mafuta. Kifaa cha kushikana, kisichoharibu kama chipu ya lithiamu niobate kwa hivyo kinaweza kutoa njia mbadala isiyovamizi kwa mbinu za sasa za spectrografia.
"Unaweza kufikiria kutuma mionzi ya terahertz kupitia nyenzo unayopenda na kuichanganua ili kupima mwitikio wa nyenzo, kulingana na muundo wake wa molekuli. Yote haya kutoka kwa kifaa kidogo kuliko kichwa cha mechi," alisema.
Kisha, Benea-Chelmus inapanga kuangazia kurekebisha sifa za miongozo ya mawimbi na antena za chip ili kuunda miundo ya mawimbi yenye amplitudo kubwa zaidi, na masafa yaliyopangwa vizuri zaidi na viwango vya kuoza. Pia anaona uwezekano wa teknolojia ya terahertz iliyotengenezwa katika maabara yake kuwa muhimu kwa matumizi ya kiasi.
"Kuna maswali mengi ya msingi ya kushughulikia; kwa mfano, tuna nia ya kama tunaweza kutumia chips kama hizo kuzalisha aina mpya za mionzi ya quantum ambayo inaweza kubadilishwa kwa muda mfupi sana. Mawimbi hayo katika sayansi ya quantum yanaweza kutumika kudhibiti vitu vya quantum," alihitimisha.
Muda wa kutuma: Feb-14-2023
