Premošćivanje “terahercnog jaza” oslanja se na sintezu proizvoljnih talasnih oblika u terahercnom domenu. Međutim, treba poboljšati realizaciju prilagođenih talasnih oblika potrebnih za ove aplikacije zbog ograničene fleksibilnosti za optičko ispravljanje femtosekundnih impulsa u velikim kristalima.
Istraživači u Laboratoriji za hibridnu fotoniku (HILAB) EPFL-ove škole, pod rukovodstvom Ktistine Benea-Čelmus, postigli su značajan napredak ka efikasnom korišćenju takozvanog terahercnog jaza, koji leži između otprilike 300 i 30.000 gigaherca (0,3 i 30 THz) u elektromagnetnom spektru. Ovaj opseg frekvencija, koji opisuje frekvencije koje su prebrze za savremenu elektroniku i telekomunikacionu opremu, ali prespore za primjene u optici i obradi slika, trenutno se smatra tehničkom mrtvom zonom.
Istraživači HILAB-a i njihovi saradnici na ETH Cirihu i Univerzitetu Harvard sada su postigli ne samo proizvodnju terahercnih talasa, već i inženjering metode za specifično prilagođavanje njihove frekvencije, talasne dužine, amplitude i faze. Ovo je omogućio krhki čip sa integrisanim fotonskim kolom napravljenim od litijum niobata. Terahercno zračenje se sada potencijalno može koristiti za aplikacije sledeće generacije i u električnim i u optičkim poljima zahvaljujući tako finoj kontroli nad njim.
Benea-Čelmus je rekla: “Dok su takvi terahercni talasi proizvedeni u laboratorijskom okruženju, prethodni pristupi su se prvenstveno oslanjali na krupne kristale za generisanje pravih frekvencija”. Upotreba kola litijum niobata u njenoj laboratoriji, fino urezana u nanometarskoj skali od strane saradnika sa Univerziteta Harvard, čini njihov novi pristup mnogo jednostavnijim. Korišćenje silikonske podloge čini uređaj pogodnim za integraciju u elektronske i optičke sisteme.
Da bi to postigla, Benea-Čelmusina grupa je kreirala konfiguraciju talasovoda čipa, ili kanala, iz kojih male antene emituju terahercne talase proizvedene svjetlošću iz optičkih vlakana.
Benea-Čelmus vjeruje da mali litijum niobatni čipovi posebno obećavaju za spektroskopiju i snimanje u optici. Terahercni talasi su nejonizujući, i imaju puno manju energiju od mnogih drugih vrsta talasa (kao što su rendgenski zraci) koji se sada koriste za otkrivanje hemijskog sastava supstance, bilo da se radi o ulju ili kosti. Prema tome, manje invazivna zamjena za trenutne spektrografske metode može biti ponuđena malim, nedestruktivnim uređajem, kao što je čip litijum niobata.
Benea-Čelmus je navela: “Možete zamisliti da šaljete terahercno zračenje kroz materijal koji vas zanima, i analizirate ga da biste izmjerili odgovor materijala u zavisnosti od njegove molekularne strukture. Sve ovo iz uređaja manjeg od glave šibice”.
Istraživači dalje planiraju da podese svojstva talasovoda i antena čipa kako bi konstruisali talasne oblike sa većim amplitudama i finije podešenim frekvencijama i stopama raspadanja. Takođe očekuju da bi njihova terahercna tehnologija mogla biti korisna za kvantne aplikacije.
Izvor: techexplorist.com
Članak objavljen u okviru aktivnosti projekta “Od ideje do proizvoda”, koji je podržalo Ministarstvo nauke i tehnološkog razvoja Crne Gore.