سب سے چھوٹا نظر آنے والا لائٹ فیز ماڈیولیٹر سب سے کم طاقت والا پیدا ہوا ہے۔

حالیہ برسوں میں، مختلف ممالک کے محققین نے انفراریڈ روشنی کی لہروں کی ہیرا پھیری کو یکے بعد دیگرے محسوس کرنے اور انہیں تیز رفتار 5G نیٹ ورکس، چپ سینسرز، اور خود مختار گاڑیوں پر لاگو کرنے کے لیے مربوط فوٹوونکس کا استعمال کیا ہے۔ فی الحال، اس تحقیقی سمت کی مسلسل گہرائی کے ساتھ، محققین نے مختصر نظر آنے والے لائٹ بینڈز کی گہرائی سے پتہ لگانا شروع کر دیا ہے اور مزید وسیع ایپلی کیشنز تیار کرنا شروع کر دیے ہیں، جیسے کہ چپ لیول LIDAR، AR/VR/MR (بہتر/ورچوئل/ ہائبرڈ) حقیقت) شیشے، ہولوگرافک ڈسپلے، کوانٹم پروسیسنگ چپس، دماغ میں لگائے گئے اوپٹوجنیٹک پروبس وغیرہ۔

آپٹیکل فیز ماڈیولٹرز کا بڑے پیمانے پر انضمام آن چپ آپٹیکل روٹنگ اور فری اسپیس ویو فرنٹ کی تشکیل کے لیے آپٹیکل سب سسٹم کا بنیادی حصہ ہے۔ یہ دو بنیادی افعال مختلف ایپلی کیشنز کے حصول کے لیے ضروری ہیں۔ تاہم، نظر آنے والی روشنی کی حد میں آپٹیکل فیز ماڈیولرز کے لیے، ایک ہی وقت میں ہائی ٹرانسمیٹینس اور ہائی ماڈیولیشن کی ضروریات کو پورا کرنا خاص طور پر مشکل ہے۔ اس ضرورت کو پورا کرنے کے لیے، یہاں تک کہ موزوں ترین سلکان نائٹرائڈ اور لیتھیم نائوبیٹ مواد کو بھی حجم اور بجلی کی کھپت کو بڑھانے کی ضرورت ہے۔

اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، کولمبیا یونیورسٹی کے Michal Lipson اور Nanfang Yu نے adiabatic micro-ring resonator پر مبنی ایک سلکان نائٹرائڈ تھرمو آپٹک فیز ماڈیولیٹر ڈیزائن کیا۔ انہوں نے ثابت کیا کہ مائیکرو رِنگ ریزونیٹر مضبوط کپلنگ حالت میں کام کرتا ہے۔ ڈیوائس کم سے کم نقصان کے ساتھ فیز ماڈیولیشن حاصل کر سکتی ہے۔ عام ویو گائیڈ فیز ماڈیولٹرز کے مقابلے میں، ڈیوائس میں کم از کم جگہ اور بجلی کی کھپت میں شدت میں کمی کا حکم ہوتا ہے۔ متعلقہ مواد نیچر فوٹوونکس میں شائع کیا گیا ہے۔

سیلیکون نائٹرائڈ پر مبنی مربوط فوٹوونکس کے شعبے کے ایک سرکردہ ماہر میکل لپسن نے کہا: "ہمارے مجوزہ حل کی کلید آپٹیکل ریزونیٹر کا استعمال کرنا اور ایک نام نہاد مضبوط کپلنگ حالت میں کام کرنا ہے۔"

آپٹیکل ریزونیٹر ایک انتہائی سڈول ڈھانچہ ہے، جو روشنی کے شہتیروں کے متعدد چکروں کے ذریعے ایک چھوٹی ریفریکٹیو انڈیکس تبدیلی کو فیز تبدیلی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ عام طور پر، اسے تین مختلف کام کرنے والی ریاستوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: "انڈر کپلنگ" اور "انڈر کپلنگ۔" تنقیدی جوڑے" اور "مضبوط جوڑے۔" ان میں، "انڈر کپلنگ" صرف محدود فیز ماڈیولیشن فراہم کر سکتا ہے اور غیر ضروری طول و عرض میں تبدیلیاں متعارف کرائے گا، اور "کریٹیکل کپلنگ" کافی آپٹیکل نقصان کا سبب بنے گا، جس سے ڈیوائس کی اصل کارکردگی متاثر ہوگی۔

مکمل 2π فیز ماڈیولیشن اور کم سے کم طول و عرض میں تبدیلی حاصل کرنے کے لیے، تحقیقی ٹیم نے مائیکرونگ کو "مضبوط جوڑے" کی حالت میں جوڑ دیا۔ مائکرورنگ اور "بس" کے درمیان جوڑے کی طاقت مائیکرونگ کے نقصان سے کم از کم دس گنا زیادہ ہے۔ ڈیزائن اور اصلاح کی ایک سیریز کے بعد، حتمی ڈھانچہ ذیل کی شکل میں دکھایا گیا ہے۔ یہ ٹیپرڈ چوڑائی کے ساتھ ایک گونجنے والی انگوٹھی ہے۔ تنگ ویو گائیڈ حصہ "بس" اور مائیکرو کوائل کے درمیان آپٹیکل کپلنگ کی طاقت کو بہتر بناتا ہے۔ چوڑا ویو گائیڈ حصہ سائیڈ وال کے آپٹیکل بکھرنے کو کم کرکے مائکرونگ کی روشنی کا نقصان کم ہوتا ہے۔

مقالے کے پہلے مصنف، ہیکنگ ہوانگ نے بھی کہا: "ہم نے ایک چھوٹا، توانائی کی بچت، اور انتہائی کم نقصان میں دکھائی دینے والا لائٹ فیز ماڈیولیٹر ڈیزائن کیا ہے جس کا رداس صرف 5 μm ہے اور صرف π فیز ماڈیولیشن پاور کی کھپت ہے۔ 0.8 میگاواٹ متعارف کرایا گیا طول و عرض کی تبدیلی 10% سے کم ہے۔ جو چیز نایاب ہے وہ یہ ہے کہ یہ ماڈیولیٹر نظر آنے والے اسپیکٹرم میں سب سے مشکل نیلے اور سبز بینڈز کے لیے یکساں طور پر موثر ہے۔

نانفانگ یو نے یہ بھی بتایا کہ اگرچہ وہ الیکٹرانک مصنوعات کے انضمام کی سطح تک پہنچنے سے بہت دور ہیں، لیکن ان کے کام نے فوٹوونک سوئچز اور الیکٹرانک سوئچز کے درمیان فرق کو ڈرامائی طور پر کم کر دیا ہے۔ "اگر پچھلی ماڈیولیٹر ٹیکنالوجی نے صرف 100 ویو گائیڈ فیز ماڈیولٹرز کے انضمام کی اجازت دی تھی جس میں ایک مخصوص چپ فوٹ پرنٹ اور پاور بجٹ دیا گیا تھا، تو اب ہم مزید پیچیدہ فنکشن حاصل کرنے کے لیے اسی چپ پر 10,000 فیز شفٹرز کو ضم کر سکتے ہیں۔"

مختصراً، یہ ڈیزائن طریقہ الیکٹرو آپٹک ماڈیولٹرز پر لاگو کیا جا سکتا ہے تاکہ مقبوضہ جگہ اور وولٹیج کی کھپت کو کم کیا جا سکے۔ اسے دیگر سپیکٹرل رینجز اور دیگر مختلف گونجنے والے ڈیزائنوں میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ فی الحال، تحقیقی ٹیم اس طرح کے مائیکرو رِنگز پر مبنی فیز شفٹر اریوں پر مشتمل مرئی سپیکٹرم LIDAR کو ظاہر کرنے میں تعاون کر رہی ہے۔ مستقبل میں، یہ بہت سے ایپلی کیشنز پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے جیسے بہتر آپٹیکل نان لائنریٹی، نئے لیزرز، اور نئے کوانٹم آپٹکس۔

مضمون کا ماخذ:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

بیجنگ Rofea Optoelectronics Co., Ltd. چین کی "Silicon Valley" میں واقع - بیجنگ Zhongguancun، ایک ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے جو ملکی اور غیر ملکی تحقیقی اداروں، تحقیقی اداروں، یونیورسٹیوں اور انٹرپرائز سائنسی تحقیقی عملے کی خدمت کے لیے وقف ہے۔ ہماری کمپنی بنیادی طور پر آزاد تحقیق اور ترقی، ڈیزائن، مینوفیکچرنگ، آپٹو الیکٹرانک مصنوعات کی فروخت میں مصروف ہے، اور سائنسی محققین اور صنعتی انجینئرز کے لیے جدید حل اور پیشہ ورانہ، ذاتی خدمات فراہم کرتی ہے۔ سالوں کی آزاد جدت کے بعد، اس نے فوٹو الیکٹرک مصنوعات کی ایک بھرپور اور بہترین سیریز بنائی ہے، جو میونسپل، ملٹری، ٹرانسپورٹیشن، الیکٹرک پاور، فنانس، تعلیم، طبی اور دیگر صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔

ہم آپ کے ساتھ تعاون کے منتظر ہیں!