ແຖບການສື່ສານທາງແສງ, ຕົວສະທ້ອນແສງແບບບາງພິເສດ

ແຖບການສື່ສານທາງແສງ, ຕົວສະທ້ອນແສງແບບບາງພິເສດ
ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງສາມາດກຳນົດຄວາມຍາວຄື້ນສະເພາະຂອງຄື້ນແສງໃນພື້ນທີ່ຈຳກັດ, ແລະ ມີການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນໃນການພົວພັນລະຫວ່າງແສງກັບສານ,ການສື່ສານທາງແສງ, ການຮັບຮູ້ທາງແສງ, ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງທາງແສງ. ຂະໜາດຂອງຕົວສະທ້ອນແສງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນປະຕິບັດການ, ຕົວຢ່າງ, ຕົວສະທ້ອນແສງຊິລິໂຄນທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນແຖບອິນຟາເຣດໃກ້ມັກຈະຕ້ອງການໂຄງສ້າງທາງແສງຫຼາຍຮ້ອຍນາໂນແມັດຂຶ້ນໄປ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຕົວສະທ້ອນແສງແບບຮາບພຽງບາງໆໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍເນື່ອງຈາກການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງມັນໃນສີໂຄງສ້າງ, ການຖ່າຍພາບໂຮໂລແກຣມ, ການຄວບຄຸມພາກສະໜາມແສງ ແລະ ອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ. ວິທີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໜາຂອງຕົວສະທ້ອນແສງແບບຮາບພຽງແມ່ນໜຶ່ງໃນບັນຫາທີ່ຍາກທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າປະເຊີນ.
ແຕກຕ່າງຈາກວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳແບບດັ້ງເດີມ, ສານກັນຄວາມຮ້ອນໂທໂພໂລຢີ 3D (ເຊັ່ນ: ບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌, ແອນຕິໂມນີ ເທວລູໄຣດ໌, ບິສມັດ ເຊເລໄນດ໌, ແລະອື່ນໆ) ແມ່ນວັດສະດຸຂໍ້ມູນໃໝ່ທີ່ມີສະຖານະໜ້າດິນໂລຫະທີ່ໄດ້ຮັບການປົກປ້ອງທາງດ້ານໂທໂພໂລຢີ ແລະ ສະຖານະສານກັນຄວາມຮ້ອນ. ສະຖານະໜ້າດິນໄດ້ຮັບການປົກປ້ອງໂດຍຄວາມສົມມາດຂອງການປີ້ນເວລາ, ແລະ ເອເລັກຕຣອນຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຖືກກະແຈກກະຈາຍໂດຍສິ່ງເຈືອປົນທີ່ບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກ, ເຊິ່ງມີທ່າແຮງການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນໃນການປະມວນຜົນຄວອນຕຳພະລັງງານຕ່ຳ ແລະ ອຸປະກອນສະປິນໂທຣນິກ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ວັດສະດຸສານກັນຄວາມຮ້ອນໂທໂພໂລຢີຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທາງແສງທີ່ດີເລີດ, ເຊັ່ນ: ດັດຊະນີການຫັກເຫສູງ, ຮູບຮ່າງບໍ່ເປັນເສັ້ນຂະໜາດໃຫຍ່.ອອບຕິກສຳປະສິດ, ລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງການເຮັດວຽກທີ່ກວ້າງຂວາງ, ຄວາມສາມາດໃນການປັບແຕ່ງ, ການເຊື່ອມໂຍງງ່າຍ, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງສະ ໜອງ ເວທີ ໃໝ່ ສຳ ລັບການຮັບຮູ້ການຄວບຄຸມແສງສະຫວ່າງແລະອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ.
ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໃນປະເທດຈີນໄດ້ສະເໜີວິທີການຜະລິດເຄື່ອງສະທ້ອນແສງແບບບາງພິເສດໂດຍການໃຊ້ຟິມສານກັນແສງ bismuth telluride ທີ່ເຕີບໃຫຍ່ໃນພື້ນທີ່ຂະໜາດໃຫຍ່. ຊ່ອງແສງສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະການດູດຊຶມສຽງສະທ້ອນທີ່ຊັດເຈນໃນແຖບອິນຟາເຣດໃກ້. Bismuth telluride ມີດັດຊະນີການຫັກເຫສູງຫຼາຍຫຼາຍກວ່າ 6 ໃນແຖບການສື່ສານທາງແສງ (ສູງກວ່າດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງວັດສະດຸດັດຊະນີການຫັກເຫສູງແບບດັ້ງເດີມເຊັ່ນ: ຊິລິກອນ ແລະ ເຈີມານຽມ), ດັ່ງນັ້ນຄວາມໜາຂອງຊ່ອງແສງສາມາດບັນລຸໜຶ່ງສ່ວນຊາວຂອງຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງແບບແສງຖືກວາງໄວ້ເທິງຜລຶກໂຟໂຕນິກໜຶ່ງມິຕິ, ແລະຜົນກະທົບຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ເກີດຈາກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແບບໃໝ່ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນໃນແຖບການສື່ສານທາງແສງ, ເຊິ່ງເກີດຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງເຄື່ອງສະທ້ອນແສງກັບ Tamm plasmon ແລະການແຊກແຊງທີ່ທຳລາຍຂອງມັນ. ການຕອບສະໜອງທາງສະເປກຕຣຳຂອງຜົນກະທົບນີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໜາຂອງເຄື່ອງສະທ້ອນແສງແບບແສງ ແລະ ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງອາກາດອ້ອມຂ້າງ. ວຽກງານນີ້ເປີດວິທີການໃໝ່ສຳລັບການຮັບຮູ້ຊ່ອງແສງແບບບາງພິເສດ, ການຄວບຄຸມສະເປກຕຣຳຂອງວັດສະດຸສານກັນແສງແບບໂທໂພໂລຊີ ແລະ ອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1a ແລະ 1b, ຕົວສະທ້ອນແສງທາງແສງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍສານກັນແສງ bismuth telluride ແລະ ຟິມເງິນ nanofilms. ຟິມ bismuth telluride ທີ່ກະກຽມໂດຍການສະເປເຕີຣິງ magnetron ມີພື້ນທີ່ກວ້າງຂວາງ ແລະ ມີຄວາມຮາບພຽງດີ. ເມື່ອຄວາມໜາຂອງຟິມ bismuth telluride ແລະ ຟິມເງິນແມ່ນ 42 nm ແລະ 30 nm ຕາມລຳດັບ, ຊ່ອງແສງສະແດງໃຫ້ເຫັນການດູດຊຶມສຽງສະທ້ອນທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນແຖບ 1100~1800 nm (ຮູບທີ 1c). ເມື່ອນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລວມຊ່ອງແສງນີ້ເຂົ້າກັບຜລຶກ photonic ທີ່ເຮັດດ້ວຍຊັ້ນ Ta2O5 (182 nm) ແລະ SiO2 (260 nm) ສະຫຼັບກັນ (ຮູບທີ 1e), ຮ່ອມພູດູດຊຶມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ (ຮູບທີ 1f) ປະກົດຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດສູງສຸດຂອງການດູດຊຶມສຽງສະທ້ອນເດີມ (~1550 nm), ເຊິ່ງຄ້າຍຄືກັບຜົນກະທົບໂປ່ງໃສທີ່ເກີດຈາກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ຜະລິດໂດຍລະບົບປະລະມານູ.

ວັດສະດຸບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ ມີລັກສະນະໂດຍກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນສົ່ງຜ່ານ ແລະ ຮູບວົງລີ. ຮູບທີ 2a-2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນຮູບຖ່າຍຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນສົ່ງຜ່ານ (ຮູບພາບຄວາມລະອຽດສູງ) ແລະຮູບແບບການຫັກເຫຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ເລືອກຂອງຟິມບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌. ສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບວ່າຟິມບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ ທີ່ກຽມໄວ້ແມ່ນວັດສະດຸຫຼາຍຜລຶກ, ແລະທິດທາງການເຕີບໂຕຫຼັກແມ່ນລະນາບຜລຶກ (015). ຮູບທີ 2d-2f ສະແດງໃຫ້ເຫັນດັດຊະນີການຫັກເຫທີ່ຊັບຊ້ອນຂອງບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ ທີ່ວັດແທກໂດຍຮູບວົງລີ ແລະ ສະພາບຜິວທີ່ພໍດີ ແລະ ສະພາບດັດຊະນີການຫັກເຫທີ່ຊັບຊ້ອນ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າສຳປະສິດການສູນເສຍຂອງສະພາບຜິວໜ້າແມ່ນຫຼາຍກວ່າດັດຊະນີການຫັກເຫໃນລະດັບ 230~1930 nm, ສະແດງໃຫ້ເຫັນລັກສະນະຄ້າຍຄືໂລຫະ. ດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງຮ່າງກາຍແມ່ນຫຼາຍກວ່າ 6 ເມື່ອຄວາມຍາວຄື້ນຫຼາຍກວ່າ 1385 nm, ເຊິ່ງສູງກວ່າຊິລິກອນ, ເຈີມານຽມ ແລະ ວັດສະດຸດັດຊະນີການຫັກເຫສູງແບບດັ້ງເດີມອື່ນໆໃນແຖບນີ້, ເຊິ່ງເປັນພື້ນຖານສຳລັບການກະກຽມຕົວສະທ້ອນແສງທາງແສງທີ່ບາງທີ່ສຸດ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່ານີ້ແມ່ນການລາຍງານຄັ້ງທຳອິດກ່ຽວກັບຊ່ອງແສງແບບຮາບພຽງທີ່ມີຄວາມໜາພຽງແຕ່ຫຼາຍສິບນາໂນແມັດໃນແຖບການສື່ສານທາງແສງ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ສະເປກຕຣຳການດູດຊຶມ ແລະ ຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນຂອງຊ່ອງແສງບາງໆໄດ້ຖືກວັດແທກດ້ວຍຄວາມໜາຂອງບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌. ສຸດທ້າຍ, ຜົນກະທົບຂອງຄວາມໜາຂອງຟິມເງິນຕໍ່ສະເປກຕຣຳຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ເກີດຈາກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນໂຄງສ້າງຜລຶກ/ໂຟໂຕນິກຂອງບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ ໄດ້ຖືກສືບສວນ.

ໂດຍການກະກຽມຟິມບາງຮາບພຽງໃນພື້ນທີ່ຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງສານກັນແສງໂທໂພໂລຢີບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌, ແລະ ການນຳໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກດັດຊະນີການຫັກເຫຂອງແສງທີ່ສູງຫຼາຍຂອງວັດສະດຸບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ໃນແຖບອິນຟາເຣດໃກ້, ຊ່ອງຫວ່າງແສງແບບຮາບພຽງທີ່ມີຄວາມໜາພຽງແຕ່ຫຼາຍສິບນາໂນແມັດເທົ່ານັ້ນ. ຊ່ອງຫວ່າງແສງແບບບາງຫຼາຍສາມາດຮັບຮູ້ການດູດຊຶມແສງສະທ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນແຖບອິນຟາເຣດໃກ້, ແລະ ມີຄຸນຄ່າໃນການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນໃນການພັດທະນາອຸປະກອນອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກໃນແຖບການສື່ສານທາງແສງ. ຄວາມໜາຂອງຊ່ອງຫວ່າງແສງບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ແມ່ນເສັ້ນຊື່ກັບຄວາມຍາວຄື້ນສະທ້ອນ, ແລະ ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຊ່ອງຫວ່າງແສງຊິລິກອນ ແລະ ເຈີມານຽມທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ຊ່ອງຫວ່າງແສງບິສມັດ ເທວລູໄຣດ໌ຖືກປະສົມປະສານກັບຜລຶກໂຟໂຕນິກເພື່ອໃຫ້ບັນລຸຜົນກະທົບທາງແສງທີ່ຜິດປົກກະຕິຄ້າຍຄືກັບຄວາມໂປ່ງໃສທີ່ເກີດຈາກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຂອງລະບົບປະລະມານູ, ເຊິ່ງສະໜອງວິທີການໃໝ່ສຳລັບການຄວບຄຸມສະເປກຕຣຳຂອງໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ. ການສຶກສານີ້ມີບົດບາດໃນການສົ່ງເສີມການຄົ້ນຄວ້າວັດສະດຸສານກັນແສງໂທໂພໂລຢີໃນການຄວບຄຸມແສງ ແລະ ອຸປະກອນທີ່ເຮັດວຽກທາງແສງ.