ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പവർ ഉള്ള ഏറ്റവും ചെറിയ ദൃശ്യമായ ലൈറ്റ് ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ ജനിച്ചു

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വിവിധ രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഗവേഷകർ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലൈറ്റ് തരംഗങ്ങളുടെ കൃത്രിമത്വം തുടർച്ചയായി മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും അതിവേഗ 5G നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ, ചിപ്പ് സെൻസറുകൾ, സ്വയംഭരണ വാഹനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നതിനും സംയോജിത ഫോട്ടോണിക്സ് ഉപയോഗിച്ചു. നിലവിൽ, ഈ ഗവേഷണ ദിശയുടെ തുടർച്ചയായ ആഴത്തിൽ, ഗവേഷകർ ഹ്രസ്വ ദൃശ്യമായ ലൈറ്റ് ബാൻഡുകളുടെ ആഴത്തിലുള്ള കണ്ടെത്തൽ നടത്താനും ചിപ്പ്-ലെവൽ LIDAR, AR/VR/MR (മെച്ചപ്പെടുത്തിയ/വെർച്വൽ/) പോലുള്ള കൂടുതൽ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കാനും തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. ഹൈബ്രിഡ്) റിയാലിറ്റി) ഗ്ലാസുകൾ, ഹോളോഗ്രാഫിക് ഡിസ്പ്ലേകൾ, ക്വാണ്ടം പ്രോസസ്സിംഗ് ചിപ്പുകൾ, തലച്ചോറിൽ ഇംപ്ലാൻ്റ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക് പ്രോബുകൾ തുടങ്ങിയവ.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള സംയോജനമാണ് ഓൺ-ചിപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ റൂട്ടിംഗിനും ഫ്രീ-സ്പേസ് വേവ്ഫ്രണ്ട് രൂപീകരണത്തിനുമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ കാതൽ. വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ സാക്ഷാത്കാരത്തിന് ഈ രണ്ട് പ്രാഥമിക പ്രവർത്തനങ്ങളും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ദൃശ്യപ്രകാശ ശ്രേണിയിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകൾക്ക്, ഒരേ സമയം ഉയർന്ന പ്രക്ഷേപണത്തിൻ്റെയും ഉയർന്ന മോഡുലേഷൻ്റെയും ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നത് പ്രത്യേകിച്ചും വെല്ലുവിളിയാണ്. ഈ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിന്, ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ്, ലിഥിയം നിയോബേറ്റ് വസ്തുക്കൾ പോലും വോളിയവും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ, കൊളംബിയ സർവകലാശാലയിലെ മൈക്കൽ ലിപ്‌സണും നാൻഫാങ് യുവും ചേർന്ന് അഡിയബാറ്റിക് മൈക്രോ-റിംഗ് റെസൊണേറ്ററിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് തെർമോ-ഒപ്റ്റിക് ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തു. മൈക്രോ റിംഗ് റെസൊണേറ്റർ ശക്തമായ കപ്ലിംഗ് അവസ്ഥയിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നതെന്ന് അവർ തെളിയിച്ചു. ഉപകരണത്തിന് കുറഞ്ഞ നഷ്ടത്തോടെ ഘട്ടം മോഡുലേഷൻ നേടാൻ കഴിയും. സാധാരണ വേവ്ഗൈഡ് ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിന് സ്ഥലത്തിലും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തിലും മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് കുറയ്ക്കാനുള്ള ഒരു ക്രമമെങ്കിലും ഉണ്ട്. ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഉള്ളടക്കം നേച്ചർ ഫോട്ടോണിക്സിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സംയോജിത ഫോട്ടോണിക്‌സ് മേഖലയിലെ പ്രമുഖ വിദഗ്ധനായ മൈക്കൽ ലിപ്‌സൺ പറഞ്ഞു: “ഞങ്ങളുടെ നിർദ്ദിഷ്ട പരിഹാരത്തിൻ്റെ താക്കോൽ ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുകയും ശക്തമായ കപ്ലിംഗ് അവസ്ഥയിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്.”

ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്റർ ഒരു ഉയർന്ന സമമിതി ഘടനയാണ്, ഇതിന് ഒരു ചെറിയ റിഫ്രാക്റ്റീവ് ഇൻഡക്സ് മാറ്റത്തെ ലൈറ്റ് ബീമുകളുടെ ഒന്നിലധികം ചക്രങ്ങളിലൂടെ ഒരു ഘട്ടം മാറ്റാൻ കഴിയും. സാധാരണയായി, ഇതിനെ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത വർക്കിംഗ് സ്റ്റേറ്റുകളായി തിരിക്കാം: "അണ്ടർ കപ്ലിംഗ്", "അണ്ടർ കപ്ലിംഗ്." ക്രിട്ടിക്കൽ കപ്ലിംഗ്", "സ്ട്രോങ്ങ് കപ്ലിംഗ്." അവയിൽ, "അണ്ടർ കപ്ലിംഗിന്" പരിമിതമായ ഘട്ട മോഡുലേഷൻ മാത്രമേ നൽകാൻ കഴിയൂ, കൂടാതെ അനാവശ്യമായ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും, കൂടാതെ "ക്രിട്ടിക്കൽ കപ്ലിംഗ്" ഗണ്യമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ നഷ്ടത്തിന് കാരണമാകുകയും അതുവഴി ഉപകരണത്തിൻ്റെ യഥാർത്ഥ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും.

പൂർണ്ണമായ 2π ഫേസ് മോഡുലേഷനും കുറഞ്ഞ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റവും നേടാൻ, ഗവേഷണ സംഘം മൈക്രോറിംഗിനെ "ശക്തമായ കപ്ലിംഗ്" അവസ്ഥയിൽ കൈകാര്യം ചെയ്തു. മൈക്രോറിംഗും "ബസും" തമ്മിലുള്ള കപ്ലിംഗ് ശക്തി മൈക്രോറിംഗിൻ്റെ നഷ്ടത്തേക്കാൾ പത്തിരട്ടിയെങ്കിലും കൂടുതലാണ്. ഡിസൈനുകളുടെയും ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ്റെയും ഒരു പരമ്പരയ്ക്ക് ശേഷം, അന്തിമ ഘടന ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. വീതി കുറഞ്ഞ ഒരു അനുരണന വളയമാണിത്. ഇടുങ്ങിയ വേവ്ഗൈഡ് ഭാഗം "ബസ്" നും മൈക്രോ-കോയിലിനും ഇടയിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ കപ്ലിംഗ് ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. വൈഡ് വേവ് ഗൈഡ് ഭാഗം സൈഡ്‌വാളിൻ്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്‌കാറ്ററിംഗ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ മൈക്രോറിംഗിൻ്റെ പ്രകാശനഷ്ടം കുറയുന്നു.

പേപ്പറിൻ്റെ ആദ്യ രചയിതാവായ ഹെക്വിങ്ങ് ഹുവാങ് പറഞ്ഞു: “ഞങ്ങൾ ഒരു മിനിയേച്ചർ, ഊർജ ലാഭം, തീരെ കുറഞ്ഞ നഷ്ടം കാണാവുന്ന ലൈറ്റ് ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ രൂപകല്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്, 5 μm റേഡിയസും π-ഫേസ് മോഡുലേഷൻ പവർ ഉപഭോഗവും മാത്രം. 0.8 മെഗാവാട്ട്. അവതരിപ്പിച്ച ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് വ്യത്യാസം 10% ൽ താഴെയാണ്. ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിലെ ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള നീല, പച്ച ബാൻഡുകൾക്ക് ഈ മോഡുലേറ്റർ ഒരുപോലെ ഫലപ്രദമാണ് എന്നതാണ് അപൂർവമായ കാര്യം.

ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപന്നങ്ങളുടെ സംയോജനത്തിൻ്റെ തലത്തിൽ എത്തുന്നതിൽ നിന്ന് അവർ വളരെ അകലെയാണെങ്കിലും, അവരുടെ പ്രവർത്തനം ഫോട്ടോണിക് സ്വിച്ചുകളും ഇലക്ട്രോണിക് സ്വിച്ചുകളും തമ്മിലുള്ള വിടവ് നാടകീയമായി ചുരുക്കിയിട്ടുണ്ടെന്നും നാൻഫാങ് യു ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. "മുമ്പത്തെ മോഡുലേറ്റർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു നിശ്ചിത ചിപ്പ് കാൽപ്പാടും പവർ ബഡ്ജറ്റും നൽകി 100 വേവ്ഗൈഡ് ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ സംയോജനം മാത്രമേ അനുവദിച്ചിട്ടുള്ളൂവെങ്കിൽ, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനം നേടുന്നതിന് നമുക്ക് ഇപ്പോൾ അതേ ചിപ്പിൽ 10,000 ഫേസ് ഷിഫ്റ്ററുകൾ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും."

ചുരുക്കത്തിൽ, അധിനിവേശ സ്ഥലവും വോൾട്ടേജ് ഉപഭോഗവും കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്ററുകളിൽ ഈ ഡിസൈൻ രീതി പ്രയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. മറ്റ് സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണികളിലും മറ്റ് വ്യത്യസ്ത റെസൊണേറ്റർ ഡിസൈനുകളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. നിലവിൽ, അത്തരം മൈക്രോറിംഗുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫേസ് ഷിഫ്റ്റർ അറേകൾ അടങ്ങിയ ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രം LIDAR പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ ഗവേഷണ സംഘം സഹകരിക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ നോൺ-ലീനിയാരിറ്റി, പുതിയ ലേസറുകൾ, പുതിയ ക്വാണ്ടം ഒപ്റ്റിക്‌സ് തുടങ്ങിയ നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇത് പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും.

ലേഖനത്തിൻ്റെ ഉറവിടം:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

ചൈനയിലെ "സിലിക്കൺ വാലിയിൽ" സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. - Beijing Zhongguancun, ആഭ്യന്തര, വിദേശ ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, സർവ്വകലാശാലകൾ, എൻ്റർപ്രൈസ് സയൻ്റിഫിക് റിസർച്ച് ഉദ്യോഗസ്ഥർ എന്നിവരെ സേവിക്കുന്നതിനായി സമർപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഹൈടെക് സംരംഭമാണ്. ഞങ്ങളുടെ കമ്പനി പ്രധാനമായും സ്വതന്ത്ര ഗവേഷണവും വികസനവും, ഡിസൈൻ, നിർമ്മാണം, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിൽപ്പന എന്നിവയിൽ ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ശാസ്ത്ര ഗവേഷകർക്കും വ്യാവസായിക എഞ്ചിനീയർമാർക്കും നൂതനമായ പരിഹാരങ്ങളും പ്രൊഫഷണൽ വ്യക്തിഗതമാക്കിയ സേവനങ്ങളും നൽകുന്നു. വർഷങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര നവീകരണത്തിന് ശേഷം, ഇത് മുനിസിപ്പൽ, മിലിട്ടറി, ഗതാഗതം, വൈദ്യുത ശക്തി, ധനകാര്യം, വിദ്യാഭ്യാസം, മെഡിക്കൽ, മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ സമ്പന്നവും മികച്ചതുമായ ഒരു ശ്രേണി രൂപീകരിച്ചു.

നിങ്ങളുമായുള്ള സഹകരണത്തിനായി ഞങ്ങൾ കാത്തിരിക്കുകയാണ്!