چاپ

پیام مازند - محققان موفق به ساخت یک حسگر انقلابی روی تراشه شده‌اند که از کریستال‌های فوتونیکی پیچ‌خورده استفاده می‌کند و می‌تواند در کنترل نور تحول ایجاد کند.
به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از سای تک دیلی، کریستال‌های فوتونیکی پیچ‌خورده که نوعی ماده متامتریال نوری هستند توانایی تنظیم دقیق خاصیت‌های نور همچون فاز، قطبش و طول موج را با تغییر زاویه پیچش و فاصله بین لایه‌ها فراهم می‌کنند، این نوآوری می‌تواند سیستم‌های نوری حجیم را با تراشه‌های کوچک و قدرتمند جایگزین کند.
این حسگر که توسط تیمی از دانشگاه‌های هاروارد، استنفورد و برکلی ساخته شده، از فناوری MEMS برای کنترل فعال لایه‌های کریستال در زمان واقعی استفاده می‌کند،
این ویژگی امکان شناسایی همزمان اطلاعات دقیق قطبش و طول موج را فراهم می‌سازد، این دستگاه کوچک، مقیاس‌پذیر و با فرایندهای ساخت استاندارد سازگار است که آن را برای تولید انبوه مناسب می‌سازد.
این کریستال‌ها، که نوعی متامتریال نوری پیشرفته هستند، امکان ساخت سیستم‌های نوری کوچک‌تر، قدرتمندتر و انعطاف‌پذیرتر را فراهم می‌کنند. اما چگونه این کریستال‌ها کار می‌کنند؟
تصور کنید دو لایه پارچه با الگوهای ساده تکرار شونده، همچون خطوط روی هم قرار دهید، زمانی که آن‌ها را کامل روی هم بگذارید، هر الگو به وضوح قابل مشاهده است، اما اگر یکی از لایه‌ها را کمی پیچ دهید یا جابجا کنید، الگوهای جدید و پیچیده‌تری ظاهر می‌شوند که در هیچ‌یک از لایه‌ها به تنهایی وجود ندارد.
اریک مازور، استاد فیزیک و فیزیک کاربردی در SEAS و نویسنده اصلی مقاله، بیان کرد: کریستال‌های پیچ‌خورده برای مهندسی سیستم‌های نوری کوچک‌تر و قدرتمندتر، با طراحی مقیاس‌پذیر و قابلیت‌های تنظیم نوری بالا بسیار امیدوارکننده هستند.
هاونینگ تانگ، پژوهشگر فوق‌دکتری در SEAS افزود: تحقیقات ما نشان می‌دهد که این مواد چقدر قدرتمند می‌توانند باشند و راهی مقیاس‌پذیر برای ساخت دستگاه‌های نوری تخت فراهم می‌آورد که برای وظایف مختلف در کنترل نور و پردازش اطلاعات مناسب هستند.
در دستگاه هاروارد، لایه‌های کریستال‌های فوتونیکی بر روی عملگرهای عمودی و چرخشی قرار گرفته‌اند که به الکترود متصل هستند، کل دستگاه تنها چند میلی‌متر مقیاس دارد و می‌توان آن را با فرایندهای سازگار با CMOS، به صورت انبوه تولید کرد.
محققان نشان دادند که با استفاده از عملگرها برای تغییر فاصله و موقعیت چرخشی لایه‌های کریستال‌های فوتونیکی، آن‌ها می‌توانند تصویربرداری هایپرسپکترال و هایپرپلاریمتریک انجام دهند؛ به این معنا که هر پیکسل توسط حسگر شامل اطلاعاتی از طیف الکترومغناطیسی و اطلاعات دقیق درباره وضعیت قطبش است، این نخستین دستگاه با تنظیم فعال است که چنین اطلاعات دقیقی درباره خواص متعدد نور ارائه می‌دهد.
تانگ اظهار داشت: این دستگاه‌ها می‌توانند برای کاربردهای مختلفی مانند محاسبات کوانتومی، ارتباطات داده، ماهواره‌ها یا اسکن‌های پزشکی که داشتن تصویر واضح و اطلاعات دقیق درباره نور و رنگ بسیار مهم است، استفاده شوند.
در آینده، این دستگاه‌ها با قابلیت‌های تنظیم پیچیده‌تر، از جمله عملگرهایی با درجه‌های آزادی بیشتر، ساخته خواهند شد
کد خبر 855258