ساخت تراشه‌ نانوفتونیکی برای انتقال اطلاعات

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، گروهی از محققان استرالیایی یک تراشه پیشرفته برای نانودستکاری نور تولید کرده‌اند و راه را برای تولید نسل بعدی فناوری‌های اپتیکی و درک عمیق‌تر سیاه‌چاله‌ها هموار کرده‌اند. این گروه شامل محققان دانشگاه فناوری سوئنبرن و دانشگاه RMIT در استرالیا و دانشگاه جینان در چین یک تراشه یکپارچه نانوفتونیکی ساخته‌اند که می‌تواند کنترل بی‌سابقه‌ای روی تکانه زاویه‌ای (AM) نور اعمال کند.

با وجودی که نور در یک خط تقریباً مستقیم حرکت می‌کند، در حین حرکت دور محور اپتیکی خود می‌چرخد و پیچ می‌خورد. تکانه زاویه‌ای نور میزان این چرخش دینامیکی را اندازه می‌گیرد. هائوران رن، یکی از محققان این پروژه، می‌گوید: «اگر یک سیگنال داده اپتیکی را به یک تراشه فتونیکی ارسال کنید، دانستن مقصد اطلاعات ارسالی اهمیت بسیار زیادی دارد زیرا در غیر این صورت اطلاعات گم خواهند شد. این تراشه نانوفتونیکی ویژه می‌تواند تکانه زاویه‌ای سیگنال‌های اطلاعاتی را به نحوی هدایت کند که بدون از دست دادن هر گونه اطلاعات، از شکاف‌های نانوحلقوی مرتب‌کننده حالت (mode-sorting) عبور کنند».

تمرکز اصلی این کار روی استفاده از تکانه زاویه‌ای نور در افزایش ظرفیت فیبرهای نوری از طریق استفاده از کانال‌های نوری موازی است. این راهکار به نام تسهیم (multiplexing) شناخته می‌شود.

اما استفاده از تسهیم تکانه زاویه‌ای در مقیاس تراشه یک چالش بسیار بزرگ بوده است، زیرا هیچ ماده‌ای در طبیعت وجود ندارد که بتواند نور پیچ‌خورده را حس کند. این محققان نانوشیارهایی برای کوپل شدن با تابش‌های دارای تکانه زاویه‌ای و جداسازی میدان‌های پلاسمونیک AM مختلف ایجاد کردند. سپس با استفاده از یک سری نانوروزنه‌ها، سیگنال‌های دارای تکانه‌های زاویه‌ای پلاسمونیک مختلف از یکدیگر جدا شدند.

علاوه بر ایجاد بستری برای توسعه خطوط انتقال داده با پهنای باند بالا و ایجاد انقلاب صنعتی جدید در این حوزه، این کار روش جدید و بسیار دقیقی برای توسعه دانش علمی درباره سیاه‌چاه‌ها ارائه می‌کند.

محققان امیدوارند توجه به این حقیقت که سیاه‌چاله‌ها می‌توانند تکانه زاویه‌ای اربیتالی مرتبط با امواج گرانشی را منتشر کنند، اندازه‌گیری دقیق این تکانه‌ها در آسمان می‌تواند منجر به درک عمیق‌تر نحوه شکل‌گیری و طبیعت سیاه‌چاله‌ها شود.