ಸಂಯೋಜಿತ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಚಿಪ್‌ಗಳು 'ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ಅಂತರ'ವನ್ನು ಮುಚ್ಚಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ವರ್ಣಪಟಲದಲ್ಲಿ 0.3-30THz ನಡುವಿನ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಅಂತರವನ್ನು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಸಂಯೋಜಿತ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ಅಂತರವು ಪ್ರಸ್ತುತ ತಾಂತ್ರಿಕ ಡೆಡ್ ಝೋನ್‌ನಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ, ಇಂದಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ದೂರಸಂಪರ್ಕ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ವೇಗವಾಗಿರುವ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

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

EPFL, ETH ಜ್ಯೂರಿಚ್ ಮತ್ತು ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ನಡುವೆ ನಡೆಸಲಾದ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆನೇಚರ್ ಕಮ್ಯುನಿಕೇಷನ್ಸ್.

EPFL ನ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಲ್ಯಾಬೋರೇಟರಿ ಆಫ್ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ (HYLAB) ನಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನೆಯ ನೇತೃತ್ವ ವಹಿಸಿದ್ದ ಕ್ರಿಸ್ಟಿನಾ ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಹಿಂದಿನ ವಿಧಾನಗಳು ಸರಿಯಾದ ಆವರ್ತನಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಬೃಹತ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ ಎಂದು ವಿವರಿಸಿದರು. ಬದಲಾಗಿ, ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಮತ್ತು ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಹಯೋಗಿಗಳಿಂದ ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಮಾಪಕದಲ್ಲಿ ನುಣ್ಣಗೆ ಕೆತ್ತಲಾದ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಅವರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಬಳಕೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸುವ್ಯವಸ್ಥಿತ ವಿಧಾನವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರದ ಬಳಕೆಯು ಸಾಧನವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಏಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

"ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನಗಳಲ್ಲಿ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಸವಾಲಿನ ಕೆಲಸ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ವಿಶಿಷ್ಟ ಮಾದರಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ತಂತ್ರಗಳು ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ" ಎಂದು ಅವರು ವಿವರಿಸಿದರು. "ನಾವು ಈಗ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳ ನಿಖರವಾದ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಆಕಾರವನ್ನು ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಲು ಸಮರ್ಥರಾಗಿದ್ದೇವೆ - ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, 'ನನಗೆ ಈ ರೀತಿ ಕಾಣುವ ತರಂಗರೂಪ ಬೇಕು.'"

ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್‌ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯವು ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಚಿಪ್‌ನ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿತು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ಗಳಿಂದ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಟೆರಾಹೆರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳನ್ನು ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡಲು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.

"ನಮ್ಮ ಸಾಧನವು ಈಗಾಗಲೇ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಒಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದರರ್ಥ ಈ ಹೊಸ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೇಸರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು, ಅದು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದರರ್ಥ ನಮ್ಮ ಸಾಧನವು ದೂರಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ," ಎಂದು ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಒತ್ತಿ ಹೇಳಿದರು. ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಕಳುಹಿಸುವ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸಿದ ಸಾಧನಗಳು ಆರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಮೊಬೈಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ (6G) ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

ದೃಗ್ವಿಜ್ಞಾನದ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಇಮೇಜಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸಿದ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನೋಡುತ್ತದೆ. ಅಯಾನೀಕರಿಸದ ಜೊತೆಗೆ, ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತರಂಗಗಳು ಮೂಳೆ ಅಥವಾ ತೈಲ ವರ್ಣಚಿತ್ರವಾಗಿದ್ದರೂ ಸಹ, ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸಲಾಗುವ ಇತರ ಹಲವು ರೀತಿಯ ತರಂಗಗಳಿಗಿಂತ (ಎಕ್ಸ್-ಕಿರಣಗಳಂತಹವು) ಕಡಿಮೆ-ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ ಚಿಪ್‌ನಂತಹ ಸಾಂದ್ರವಾದ, 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 ಬೆಂಕಿಕಡ್ಡಿಯ ತಲೆಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಸಾಧನದಿಂದ," ಅವರು ಹೇಳಿದರು.

ಮುಂದೆ, ಬೆನಿಯಾ-ಚೆಲ್ಮಸ್ ಚಿಪ್‌ನ ವೇವ್‌ಗೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೈಶಾಲ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲಾದ ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು ಕೊಳೆಯುವಿಕೆಯ ದರಗಳೊಂದಿಗೆ ತರಂಗರೂಪಗಳನ್ನು ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಲು ತಿರುಚುವತ್ತ ಗಮನಹರಿಸಲು ಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ. ತನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಟೆರಾಹರ್ಟ್ಜ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಹ ಅವಳು ನೋಡುತ್ತಾಳೆ.

"ಇದಕ್ಕೆ ಹಲವು ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿವೆ; ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಮಯದ ಮಾಪಕಗಳಲ್ಲಿ ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದಾದ ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನಾವು ಅಂತಹ ಚಿಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದೇ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ನಾವು ಆಸಕ್ತಿ ಹೊಂದಿದ್ದೇವೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಅಂತಹ ಅಲೆಗಳನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು," ಎಂದು ಅವರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು.