Tá micrea-resonators tonntreoraithe optúla cruthaithe ag grúpa an Ollaimh Won Park in Ollscoil Colorado Boulder ag ciceáil an dorais chuig teicneolaíochtaí braite sliseanna nua atá oscailte go forleathan.
Gabhann na braiteoirí optúla bídeacha seo solas ar-slis agus méadaíonn a déine-agus a n-ard-Q Déanann fachtóir agus neamhlíneacht iad a bheith iontach d'fheidhmchláir cosúil le léasair caola líneála trí scaipeadh spreagtha Brillouin agus Raman, giniúint cíor minicíochta, nó próiseáil faisnéise chandamach.
"Tá suim againn i optaic neamhlíneach a iniúchadh le hábhair nua-inár gcás, chalcogenides, a bhfuil cáil orthu as a dtrédhearcacht fad-thonnfhad, ard-neamhlíneacht, agus nádúr éagruthach a bhfuil féidearthachtaí comhtháthaithe acu le hábhair eile cosúil le litiam niobáit agus nítríd sileacain," a mhíníonn Park, ollamh le hinnealtóireacht leictreach.
Euler?
Tá dearadh micrea-resonator tonn-treoraithe optúil an ghrúpa bunaithe ar chronna Euler "U", a ligeann don solas fanacht taobh istigh den mhicreathonóir ar feadh thart ar 3 nanasoicindí (le linn shaolré an fhótóin 3-ns, taistealaíonn solas thart ar leathmhéadar nó beagnach míle turas). Méadaíonn sé seo fad cosán na bhfeistí agus cuireann sé ar chumas idirghníomhaíochtaí neamhlíneacha optúla. Go bunúsach, tugann sé smacht do thaighdeoirí ar an gcaillteanas lúba is gné dhílis de mhicreisitheoirí agus cuireann sé ar chumas gléasanna caillteanais ultra-íseal cosúil leis na hardáin ábhar is nua-aimseartha.
Bhí insamhaltaí ríthábhachtach chun a aithint cén fáth a gcailleann athshonairí traidisiúnta an oiread sin solais. "D'úsáideamar COMSOL Multiphysics chun dáiltí réimse mód a ríomh agus chun bunghnéithe forluí a dhéanamh," a deir Park. "Chuir sé seo ar ár gcumas 'láthair milis' a aimsiú ag an acomhal ina mbuaileann na treoraithe tonn díreach agus cuartha le chéile. D'úsáideamar ionsamhlúcháin FDTD freisin chun samhaltú a dhéanamh ar an gcaoi a iomadaíonn solas trí chuair Euler lena chinntiú go bhféadfaimis excitation mód ordaithe níos airde a chosc a chuireann isteach ar na gléasanna beaga lorg seo de ghnáth."
Dhear an grúpa na struchtúir do thurgnamh eile agus bhí an-iontas orthu a fháil amach ard-Q fachtóirí atá siad arís agus arís eile laistigh de dhá sheomra glan éagsúla.
"Ba é ár nóiméad 'aha' a thuiscint, trí úsáid a bhaint as cuair Euler-nuair a athraíonn an cuaire go líneach-go bunúsach go bhféadfaimis 'cleas' a dhéanamh ar an solas chun fanacht sa mhodh bunúsach in ainneoin lúbanna an-daingean," a deir Park. “Bhí sé thar a bheith sásúil a fheiceáil go bhfuil ár dtorthaí turgnamhacha ag teacht leis an bhfachtóir cáilíochta intreach teoiriciúil de 4.55 × 106. Is é an silín ar bharr an fhigiúr neamhlíneach fiúntais is airde a thuairiscítear do PICanna chailiginíde a bhaint amach.”
Dúshlán liteagrafaíocht
Chun é sin a bhaint amach, b'éigean don ghrúpa próiseas patrúnúcháin liotagrafach le léas leictreon a fhorbairt dá n-ábhar ar dtús, toisc go bhfuil liteagrafaíocht thraidisiúnta a úsáideann fótóin teoranta ag tonnfhad an tsolais.
Príomh-chonaic atá i gceist? Íogaireacht ábhartha. "Féadann ocsaídiú dromchla agus eisíontas -ionsú gaolmhar" a deir Park. "In iarracht faoi stiúir beirt mhac léinn iarchéime, Bright Lu agus James Erikson, sháraigh muid é seo trí úsáid a bhaint as próiseas annealaithe bhfolús ag 250 céim chun aonchineálacht ábhair a fheabhsú agus garbhacht an dromchla a laghdú. Bhí orainn freisin ár tríchlóiríd bórón (BCl) a chalabrú go beacht.3) agus meascán gáis argón (Ar) le linn an eitseála ian imoibríoch plasma atá cúpláilte go hionduchtach (ICP RIE) chun ballaí taobh míne a áirithiú, rud atá ríthábhachtach chun 'ultrahigh- a chothabháilQ' feidhmíocht."
‘Scian arm na hEilvéise’ do PICanna
Tá na hathshonadóirí seo cosúil le "scian Arm na hEilvéise do PICanna," a deir Park. "Mar gheall ar an ard-Qfachtóir agus neamhlíneacht, tá siad foirfe do raon leathan feidhmchlár ar nós léasair caola línte trí scaipeadh spreagtha Brillouin agus Raman, giniúint cíor minicíochta do mhéadreolaíocht agus teileachumarsáid, nó próiseáil faisnéise chandamach nuair nach féidir caillteanas íseal ar-chomhpháirteanna sliseanna a phlé."
Anois go bhfuil cumas caillteanais íseal cruthaithe ag grúpa Park (caillteanas ionsú 0.43 dB/m), tá siad ag breathnú ar an teorainn deiridh caillteanais. "Táimid ag leathnú na dtreoracha tonnta níos mó freisin chun bogadh i dtreo feidhmíochta 'ábhartha-teoranta', rud a d'fhéadfadh ár gcuidQ-fachtóirí níos airde fós agus cumasaíonn siad idirghníomhaíochtaí neamhlíneacha níos éifeachtaí," a deir sé.
TUILLEADH LÉITHE
