ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளைப் பயன்படுத்தும் சில்லுகள் 'டெராஹெர்ட்ஸ் இடைவெளியை' மூட உதவும்.

மின்காந்த நிறமாலையில் 0.3-30THz க்கு இடையில் உள்ள டெராஹெர்ட்ஸ் இடைவெளியை - நிறமாலையியல் மற்றும் இமேஜிங்கிற்காக - பயன்படுத்திக் கொள்ளப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டானிக் சுற்றுடன் கூடிய மிக மெல்லிய சிப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

இந்த இடைவெளி தற்போது ஒரு தொழில்நுட்ப முட்டுச்சந்தாக உள்ளது, இது இன்றைய மின்னணு மற்றும் தொலைத்தொடர்பு சாதனங்களுக்கு மிக வேகமாகவும், ஆனால் ஒளியியல் மற்றும் இமேஜிங் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் மெதுவாகவும் இருக்கும் அதிர்வெண்களை விவரிக்கிறது.

இருப்பினும், விஞ்ஞானிகளின் புதிய சிப் இப்போது அவர்களுக்கு ஏற்ற அதிர்வெண், அலைநீளம், வீச்சு மற்றும் கட்டம் கொண்ட டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகளை உருவாக்க உதவுகிறது. இத்தகைய துல்லியமான கட்டுப்பாடு டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சை மின்னணு மற்றும் ஒளியியல் துறைகளில் அடுத்த தலைமுறை பயன்பாடுகளுக்குப் பயன்படுத்த உதவும்.

EPFL, ETH சூரிச் மற்றும் ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகம் ஆகியவற்றுக்கு இடையே நடத்தப்பட்ட இந்தப் பணி,இயற்கை தொடர்புகள்.

EPFL இன் பொறியியல் பள்ளியில் உள்ள ஹைப்ரிட் ஃபோட்டானிக்ஸ் ஆய்வகத்தில் (HYLAB) ஆராய்ச்சிக்கு தலைமை தாங்கிய கிறிஸ்டினா பெனியா-செல்மஸ், டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகள் முன்பு ஆய்வக அமைப்பில் உருவாக்கப்பட்டிருந்தாலும், முந்தைய அணுகுமுறைகள் சரியான அதிர்வெண்களை உருவாக்க முதன்மையாக மொத்த படிகங்களை நம்பியிருந்தன என்று விளக்கினார். அதற்கு பதிலாக, லித்தியம் நியோபேட்டிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டு ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் கூட்டுப்பணியாளர்களால் நானோமீட்டர் அளவில் நேர்த்தியாக பொறிக்கப்பட்ட ஃபோட்டானிக் சுற்றுகளை அவரது ஆய்வகம் பயன்படுத்துவது மிகவும் நெறிப்படுத்தப்பட்ட அணுகுமுறையை உருவாக்குகிறது. சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறின் பயன்பாடு சாதனத்தை மின்னணு மற்றும் ஒளியியல் அமைப்புகளில் ஒருங்கிணைக்க ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

"மிக அதிக அதிர்வெண்களில் அலைகளை உருவாக்குவது மிகவும் சவாலானது, மேலும் தனித்துவமான வடிவங்களுடன் அவற்றை உருவாக்கக்கூடிய நுட்பங்கள் மிகக் குறைவு," என்று அவர் விளக்கினார். "டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகளின் சரியான தற்காலிக வடிவத்தை இப்போது நாம் வடிவமைக்க முடிகிறது - அடிப்படையில், 'இது போன்ற ஒரு அலைவடிவத்தை நான் விரும்புகிறேன்' என்று சொல்லலாம்."

இதை அடைய, பீனியா-செல்மஸின் ஆய்வகம், அலை வழிகாட்டிகள் எனப்படும் சேனல்களின் சிப்பின் ஏற்பாட்டை வடிவமைத்தது, இதனால் ஆப்டிகல் ஃபைபர்களிலிருந்து ஒளியால் உருவாக்கப்படும் டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகளை ஒளிபரப்ப நுண்ணிய ஆண்டெனாக்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்.

"எங்கள் சாதனம் ஏற்கனவே ஒரு நிலையான ஆப்டிகல் சிக்னலைப் பயன்படுத்துகிறது என்பது உண்மையில் ஒரு நன்மை, ஏனென்றால் இந்த புதிய சில்லுகளை பாரம்பரிய லேசர்களுடன் பயன்படுத்தலாம், அவை மிகவும் நன்றாக வேலை செய்கின்றன மற்றும் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படுகின்றன. இதன் பொருள் எங்கள் சாதனம் தொலைத்தொடர்புக்கு இணக்கமானது," என்று பெனியா-செல்மஸ் வலியுறுத்தினார். டெராஹெர்ட்ஸ் வரம்பில் சிக்னல்களை அனுப்பும் மற்றும் பெறும் மினியேச்சரைஸ் செய்யப்பட்ட சாதனங்கள் ஆறாவது தலைமுறை மொபைல் அமைப்புகளில் (6G) முக்கிய பங்கு வகிக்கக்கூடும் என்று அவர் மேலும் கூறினார்.

ஒளியியல் உலகில், ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் இமேஜிங்கில் மினியேட்டரைஸ் செய்யப்பட்ட லித்தியம் நியோபேட் சில்லுகளுக்கு பெனியா-செல்மஸ் குறிப்பிட்ட ஆற்றலைக் காண்கிறார். அயனியாக்கம் செய்யாததுடன், டெராஹெர்ட்ஸ் அலைகள், எலும்பாக இருந்தாலும் சரி அல்லது எண்ணெய் ஓவியமாக இருந்தாலும் சரி, ஒரு பொருளின் கலவை பற்றிய தகவல்களை வழங்க தற்போது பயன்படுத்தப்படும் பல வகையான அலைகளை (எக்ஸ்-கதிர்கள் போன்றவை) விட மிகக் குறைந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. எனவே லித்தியம் நியோபேட் சில்லு போன்ற ஒரு சிறிய, அழிவில்லாத சாதனம் தற்போதைய நிறமாலை நுட்பங்களுக்கு குறைவான ஊடுருவும் மாற்றீட்டை வழங்கக்கூடும்.

"நீங்கள் ஆர்வமுள்ள ஒரு பொருளின் வழியாக டெராஹெர்ட்ஸ் கதிர்வீச்சை அனுப்புவதையும், அதன் மூலக்கூறு அமைப்பைப் பொறுத்து, பொருளின் எதிர்வினையை அளவிட அதை பகுப்பாய்வு செய்வதையும் நீங்கள் கற்பனை செய்யலாம். இவை அனைத்தும் தீப்பெட்டி தலையை விட சிறிய சாதனத்திலிருந்து," என்று அவர் கூறினார்.

அடுத்து, அதிக வீச்சுகள், மேலும் நேர்த்தியாக டியூன் செய்யப்பட்ட அதிர்வெண்கள் மற்றும் சிதைவு விகிதங்களைக் கொண்ட அலைவடிவங்களை பொறியியலுக்கு மாற்றுவதற்காக சிப்பின் அலை வழிகாட்டிகள் மற்றும் ஆண்டெனாக்களின் பண்புகளை மாற்றுவதில் கவனம் செலுத்த பெனியா-செல்மஸ் திட்டமிட்டுள்ளார். தனது ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட டெராஹெர்ட்ஸ் தொழில்நுட்பம் குவாண்டம் பயன்பாடுகளுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் சாத்தியக்கூறுகளையும் அவர் காண்கிறார்.

"நினைவில் கொள்ள வேண்டிய பல அடிப்படை கேள்விகள் உள்ளன; எடுத்துக்காட்டாக, மிகக் குறுகிய கால அளவுகளில் கையாளக்கூடிய புதிய வகை குவாண்டம் கதிர்வீச்சை உருவாக்க இதுபோன்ற சில்லுகளைப் பயன்படுத்த முடியுமா என்பதில் நாங்கள் ஆர்வமாக உள்ளோம். குவாண்டம் அறிவியலில் இத்தகைய அலைகள் குவாண்டம் பொருட்களைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படலாம்," என்று அவர் முடித்தார்.