Sirkuit Fotonik Chip Baru Dibuat Untuk Mengubah Sinar Laser Tunggal Menjadi Banyak Sinar Baru Yang Berbeda

Membentuk dan mengendalikan berkas cahaya tampak secara akurat sangat penting untuk mendiagnosis dan mempelajari penyakit manusia serta menangkap atom yang menjadi dasar jam paling akurat di dunia, komputasi kuantum, dan banyak teknologi kuantum lainnya.
Baru-baru ini, para peneliti di Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST) mengumumkan desain sirkuit fotonik pada sebuah chip yang dapat mengubah satu sinar laser menjadi serangkaian sinar baru, dan membuat setiap sinar memiliki sifat optik yang berbeda.

Menurut laporan tersebut, berkas yang baru dihasilkan mempertahankan frekuensi berkas asli sambil meninggalkan sirkuit dari lokasi berbeda pada chip. Hal ini memungkinkan para ilmuwan dan insinyur untuk memilih karakteristik spesifik dari satu atau lebih sinar untuk aplikasi tertentu.
Saat sinar memasuki chip fotonik, sinar tersebut diarahkan ke area di mana pemecah sinar membagi gelombang cahaya menjadi dua bagian. Di setiap lokasi, lapisan tipis tantalum pentoksida seperti keju Swiss mengubah banyak sifat gelombang cahaya, termasuk fase dan polarisasinya.
Namun, untuk melakukan hal ini, biasanya memerlukan optik besar yang memakan banyak ruang laboratorium. Perangkat baru yang dirancang oleh NIST pada akhirnya dapat menghilangkan kebutuhan akan optik tersebut dan membantu membuat miniatur jam atom dan perangkat lain generasi terbaru agar benar-benar dapat digunakan. digunakan. Jam optik atom yang kecil dan portabel dapat meningkatkan sistem navigasi secara signifikan, terutama di bawah air di mana GPS tidak tersedia.
Lensa asferis yang dipoles CNC dengan presisi tinggi
Sebagian besar metode membentuk dan mengarahkan cahaya pada sebuah chip, termasuk yang menggunakan hypersurfaces, biasanya melibatkan konversi seberkas cahaya dengan satu set properti menjadi satu berkas cahaya dengan set properti berbeda.
Sebaliknya, kata peneliti NIST Grisha Spektor, perangkat mereka dapat menghasilkan sejumlah besar sinar berbentuk dari satu masukan sinar. Para peneliti memerlukan beberapa sinar laser yang membombardir awan atom secara bersamaan dari berbagai arah untuk menangkap dan mendinginkan awan sehingga dapat digunakan sebagai dasar jam atom. Jam atom optik generasi terbaru, yang kemungkinan akan menjadi standar internasional baru untuk menentukan detik, biasanya memerlukan enam sinar laser.
Sirkuit ini menghasilkan sinar ini dalam lapisan tantalum pentoksida yang sangat tipis 150-nanometer. Tantalum pentoksida, biasanya digunakan dalam pelapis optik, memiliki indeks bias tinggi dan hampir seluruhnya transparan.
Dengan menggunakan algoritma komputer, Grisha Spektor dan rekan-rekannya mencetak lapisan tantalum pentoksida dengan pola seperti keju Swiss untuk menghasilkan banyak berkas, masing-masing dengan sifat berbeda. Grisha Spektor mengatakan bahwa karena sirkuit fotonik terdiri dari satu lapisan material, maka dapat dibuat dibuat dengan relatif mudah dan ditingkatkan ke ukuran yang lebih besar sesuai kebutuhan.
Hasilnya menunjukkan bahwa sinar laser memasuki chip melalui saluran yang mengarahkan cahaya ke beberapa lokasi berbeda di dalam chip. Di setiap lokasi, aliran optik dibagi menjadi dua bagian. Struktur tantalum pentoksida memberikan setiap aliran fase yang berbeda - posisi gelombang cahaya dalam siklus puncak dan lembahnya.