ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಚಿಪ್‌ಗಳು 'ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಂತರವನ್ನು' ಮುಚ್ಚಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಬಹುದು

ಅನ್ವೇಷಕರು ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದನ್ನು ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಂತರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಳಸಬಹುದು - ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ 0.3-30THz ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ - ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ.

ಈ ಅಂತರವು ಪ್ರಸ್ತುತ ತಾಂತ್ರಿಕ ಡೆಡ್ ಝೋನ್ ಆಗಿದೆ, ಇದು ಇಂದಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ದೂರಸಂಪರ್ಕ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ವೇಗವಾದ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳ ಹೊಸ ಚಿಪ್ ಈಗ ಅವರಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಆವರ್ತನ, ತರಂಗಾಂತರ, ವೈಶಾಲ್ಯ ಮತ್ತು ಹಂತದೊಂದಿಗೆ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.ಅಂತಹ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಮುಂದಿನ-ಪೀಳಿಗೆಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

EPFL, ETH ಜ್ಯೂರಿಚ್ ಮತ್ತು ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯಗಳ ನಡುವೆ ನಡೆಸಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆನೇಚರ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್.

EPFL ನ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ (HYLAB) ಸಂಶೋಧನೆಯ ನೇತೃತ್ವ ವಹಿಸಿದ ಕ್ರಿಸ್ಟಿನಾ ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ಲ್ಯಾಬ್ ಸೆಟ್ಟಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಹಿಂದಿನ ವಿಧಾನಗಳು ಬಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸಿದರು. ಆವರ್ತನಗಳು.ಬದಲಿಗೆ, ಆಕೆಯ ಲ್ಯಾಬ್‌ನ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಬಳಕೆ, ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸಹಯೋಗಿಗಳಿಂದ ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ನುಣ್ಣಗೆ ಕೆತ್ತಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಸುವ್ಯವಸ್ಥಿತ ವಿಧಾನವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರದ ಬಳಕೆಯು ಸಾಧನವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

"ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಸವಾಲಿನ ಸಂಗತಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅನನ್ಯ ಮಾದರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಕೆಲವೇ ಕೆಲವು ತಂತ್ರಗಳಿವೆ" ಎಂದು ಅವರು ವಿವರಿಸಿದರು."ನಾವು ಈಗ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಲೆಗಳ ನಿಖರವಾದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಆಕಾರವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಸಮರ್ಥರಾಗಿದ್ದೇವೆ - ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಹೇಳಲು, 'ನನಗೆ ಈ ರೀತಿ ಕಾಣುವ ತರಂಗರೂಪ ಬೇಕು'."

ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಚಾನೆಲ್‌ಗಳ ಚಿಪ್‌ನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿತು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳಿಂದ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲು ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

"ನಮ್ಮ ಸಾಧನವು ಈಗಾಗಲೇ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಈ ಹೊಸ ಚಿಪ್ಗಳನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೇಸರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು, ಅದು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.ಇದರರ್ಥ ನಮ್ಮ ಸಾಧನವು ದೂರಸಂಪರ್ಕ-ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗಿದೆ" ಎಂದು ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಒತ್ತಿ ಹೇಳಿದರು.ಆರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಮೊಬೈಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ (6G) ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳುಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಚಿಕ್ಕ ಸಾಧನಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನದ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಚಿಕಣಿಯಾದ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನೋಡುತ್ತಾನೆ.ಅಯಾನೀಕರಣವಲ್ಲದ ಜೊತೆಗೆ, ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳು ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸಲಾಗುವ ಅನೇಕ ರೀತಿಯ ತರಂಗಗಳಿಗಿಂತ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕ್ಷ-ಕಿರಣಗಳು) ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ - ಅದು ಮೂಳೆ ಅಥವಾ ತೈಲ ವರ್ಣಚಿತ್ರವಾಗಿದ್ದರೂ.ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಚಿಪ್‌ನಂತಹ ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್, ವಿನಾಶಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಸಾಧನವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಗ್ರಾಫಿಕ್ ತಂತ್ರಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಆಕ್ರಮಣಕಾರಿ ಪರ್ಯಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

“ನೀವು ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಕಳುಹಿಸುವುದನ್ನು ಮತ್ತು ಅದರ ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಅದನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವುದನ್ನು ನೀವು ಊಹಿಸಬಹುದು.ಇದೆಲ್ಲವೂ ಮ್ಯಾಚ್ ಹೆಡ್‌ಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಸಾಧನದಿಂದ, ”ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

ಮುಂದೆ, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಚಿಪ್‌ನ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಇಂಜಿನಿಯರ್ ತರಂಗರೂಪಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಿದ ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು ಕೊಳೆತ ದರಗಳಿಗೆ ಟ್ವೀಕ್ ಮಾಡಲು ಯೋಜಿಸಿದೆ.ತನ್ನ ಲ್ಯಾಬ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅವಳು ನೋಡುತ್ತಾಳೆ.

“ಪರಿಹರಿಸಲು ಹಲವು ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿವೆ;ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನಾವು ಅಂತಹ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದೇ ಎಂದು ನಾವು ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ, ಅದನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಮಯದ ಮಾಪಕಗಳಲ್ಲಿ ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು.ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಅಂತಹ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು, ”ಎಂದು ಅವರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು.