Ağır! Bir silikon çip üzerinde ilk kez ışık dalgalarının manipülasyonu ve foton bilgileri
Bir tsunami, okyanusta uzun bir mesafe boyunca bir dalga formunu muhafaza eder ve enerjisini ve "bilgisini" kaynaktan uzakta tutar. İletişim biliminde, kıtalar boyunca optik fiberlerde bilgi depolamak çok önemlidir. İdeal olarak, bu, foton bilgi paketinin dalga biçimini değiştirmeden optik fiberin kaynakta ve alıcı uçlarında silikon çipteki ışığın manipüle edilmesini gerektirir. Şimdiye kadar bilim adamları bunu yapamadı. Sydney Üniversitesi ve Singapur Teknoloji Üniversitesi, genel "şeklini" koruyan bir silikon çip üzerindeki ışık dalgalarını ve foton bilgilerini değiştirmek için ilk kez işbirliği yaptı.
Bu tür dalgalara (ister tsunami ister foton paketi olsun) "soliton" denir. Sydney-Singapur araştırma ekibi ilk olarak, Sydney Nano'nun en gelişmiş optik karakterizasyon araçlarını kullanan, Singapur'da üretilen ultra silikon açısından zengin bir nitrür (USRN) cihazında soliton dinamiklerini gözlemledi. Bu temel araştırmanın sonuçları "Lazer ve Fotonik İncelemesi" nde yayınlandı ve veri iletişim altyapısı silikon tabanlı ekipmana dayanıyor. Çip üzerindeki solitonu kontrol ederek fotonik haberleşme ekipmanı ve altyapısının hızını arttırmak mümkündür.
SUTD doktora öğrencisi Ezgi Şahin ve Sydney Üniversitesi'nden Dr. Andrea Blanco Redondo bu deneyi birlikte gerçekleştirdi. Karmaşık soliton dinamiklerinin gözlemlenmesi, darbeli sıkıştırmanın ötesinde çip içi optik sinyal işlemenin geniş bir şekilde uygulanmasının yolunu açtı.Araştırmacılar, teori, ekipman üretimi ve ölçüm alanlarında bu iki kurum arasındaki büyük ortaklığın bir parçası olmaktan mutlular. Derinlemesine işbirliği.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Çalışmanın ortak yazarı ve Sydney Nano Üniversitesi direktörü Profesör Ben Eggleton şunları söyledi: Bu, soliton fiziği alanında büyük bir gelişmedir ve önemli temel teknik öneme sahiptir. Bragg solitonları olarak adlandırılan bu doğadaki solitonlar ilk olarak yaklaşık 20 yıl önce optik fiberlerde gözlendi.
Ancak çipte rapor edilmemiştir çünkü çipin dayandığı standart silikon malzeme yayılmasını sınırlar. Bu gösteri, bu sınırlamaları ortadan kaldıran ve çip üzerindeki ışığı manipüle etmek için yeni bir paradigma açan hafifçe değiştirilmiş bir silikon malzemeye dayanıyor. Araştırma makalesinin yazarlarından Profesör Dunn Tan şunları söyledi: Kullandığımız benzersiz Bragg ızgara tasarımı ve ultra zengin silikon nitrür malzeme platformu (USRN) sayesinde Bragg solitonunun oluşumunu ve bölünmesini ikna edici bir şekilde kanıtlayabiliriz. . Bu platform, önceki sunuma zarar veren bilgi kaybını önler.
Soliton, şeklini değiştirmeyen ve çarpışmalara ve etkileşimlere dayanabilen bir atımdır. İnsanlar onları ilk olarak 150 yıl önce İskoçya'da bir kanalda keşfettiler.Tsunami dalgalarının geçmişine de aşinalar.Tsunami dalgaları binlerce kilometre yol kat edebilir ama şekil değiştirmezler. 1980'lerden bu yana, optik soliton dalgaları, optik fiberler alanında kapsamlı bir şekilde incelenmiştir ve optik iletişim sistemleri için geniş beklentiler sağlar, çünkü verilerin bozulma olmadan uzun mesafelerde iletilmesine izin verirler. Bragg solitonlarının özellikleri, yonga teknolojisi ölçeğinde çalışılabilen ve gelişmiş sinyal işleme için kullanılabilen Bragg ızgaralarından (bir silikon substrat üzerine kazınmış periyodik yapılar) gelir.
Avustralya doğumlu Lawrence Prague ve babası William Henry Prague'ın adını taşıyan Prag Yetimi olarak bilinir. William Henry Bragg ilk olarak 1913'te Prag yansıması kavramını tartıştı ve daha sonra Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.Nobel Ödülü'nü kazanan tek baba ve oğul onlardı. Bragg solitonu ilk olarak 1996'da bir fiber Bragg ızgarada keşfedildi ve Profesör Egerton, Bell Laboratuarlarında doktora yaparken bunu kanıtladı. Çip ölçeğinin minyatürleştirilmesi, optik sinyal işleme hızını da artırmıştır.
