ຕົວດັດແປງໄລຍະແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ນ້ອຍທີ່ສຸດທີ່ມີພະລັງງານຕໍ່າສຸດໄດ້ເກີດຂຶ້ນ

ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກຫຼາຍປະເທດໄດ້ນຳໃຊ້ໂຟໂຕນິກປະສົມປະສານເພື່ອຮັບຮູ້ການຫມູນໃຊ້ຄື້ນແສງອິນຟາເຣດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ນຳໃຊ້ກັບເຄືອຂ່າຍ 5G ຄວາມໄວສູງ, ເຊັນເຊີຊິບ ແລະ ຍານພາຫະນະອັດຕະໂນມັດ. ໃນປະຈຸບັນ, ດ້ວຍການພັດທະນາທິດທາງການຄົ້ນຄວ້ານີ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເລີ່ມດຳເນີນການກວດຈັບຄື້ນແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ສັ້ນລົງຢ່າງເລິກເຊິ່ງ ແລະ ພັດທະນາການນຳໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງກວ່າເກົ່າ, ເຊັ່ນ: LIDAR ລະດັບຊິບ, ແວ່ນຕາ AR/VR/MR (ປັບປຸງ/ເສມືນ/ປະສົມ) ຄວາມເປັນຈິງ, ຈໍສະແດງຜົນໂຮໂລແກຣມ, ຊິບປະມວນຜົນຄວອນຕຳ, ໂພຣບ optogenetic ທີ່ຝັງຢູ່ໃນສະໝອງ, ແລະອື່ນໆ.

ການເຊື່ອມໂຍງຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງຕົວປັບໄລຍະແສງແມ່ນຫຼັກຂອງລະບົບຍ່ອຍແສງສຳລັບການກຳນົດເສັ້ນທາງແສງໃນຊິບ ແລະ ການສ້າງຮູບຮ່າງຄື້ນຊ່ອງວ່າງ. ສອງໜ້າທີ່ຫຼັກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສຳລັບຕົວປັບໄລຍະແສງໃນລະດັບແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ມັນເປັນສິ່ງທ້າທາຍໂດຍສະເພາະທີ່ຈະຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການສົ່ງຜ່ານແສງສູງ ແລະ ການປັບລະດັບແສງສູງໃນເວລາດຽວກັນ. ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການນີ້, ເຖິງແມ່ນວ່າວັດສະດຸຊິລິໂຄນໄນໄຕຣດ ແລະ ລີທຽມໄນໂອເບດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດກໍຕ້ອງເພີ່ມປະລິມານ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານ.

ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, Michal Lipson ແລະ Nanfang Yu ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Columbia ໄດ້ອອກແບບຕົວປັບໄລຍະຄວາມຮ້ອນແສງຊິລິກອນໄນໄຕຣດໂດຍອີງໃສ່ຕົວສະທ້ອນແສງໄມໂຄຣຣິງອາເດຍແບຕິກ. ພວກເຂົາໄດ້ພິສູດວ່າຕົວສະທ້ອນແສງໄມໂຄຣຣິງເຮັດວຽກໃນສະຖານະການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວສາມາດບັນລຸການປັບໄລຍະດ້ວຍການສູນເສຍໜ້ອຍທີ່ສຸດ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕົວປັບໄລຍະຄື້ນນຳທາງທຳມະດາ, ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວມີການຫຼຸດຜ່ອນພື້ນທີ່ ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານຢ່າງໜ້ອຍຕາມລຳດັບຄວາມສຳຄັນ. ເນື້ອໃນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໄດ້ຖືກເຜີຍແຜ່ໃນ Nature Photonics.

ທ່ານ Michal Lipson ຜູ້ຊ່ຽວຊານຊັ້ນນໍາໃນຂົງເຂດໂຟໂຕນິກປະສົມປະສານ ໂດຍອີງໃສ່ຊິລິກອນໄນໄຕຣດ ໄດ້ກ່າວວ່າ: “ກຸນແຈສໍາຄັນຂອງວິທີແກ້ໄຂທີ່ພວກເຮົາສະເໜີແມ່ນການໃຊ້ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງແບບ optical ແລະ ເຮັດວຽກໃນສະຖານະການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງ.”

ຕົວສະທ້ອນແສງແບບແສງແມ່ນໂຄງສ້າງທີ່ມີຄວາມສົມມາດສູງ, ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນການປ່ຽນແປງດັດຊະນີການຫັກເຫເລັກນ້ອຍໃຫ້ກາຍເປັນການປ່ຽນແປງເຟສຜ່ານຫຼາຍຮອບວຽນຂອງລຳແສງ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມສະຖານະການເຮັດວຽກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄື: "ການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃຕ້" ແລະ "ການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃຕ້." ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສຳຄັນ" ແລະ "ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງ." ໃນນັ້ນ, "ການເຊື່ອມຕໍ່ພາຍໃຕ້" ສາມາດໃຫ້ການປັບປ່ຽນເຟສທີ່ຈຳກັດເທົ່ານັ້ນ ແລະ ຈະນຳສະເໜີການປ່ຽນແປງຄວາມກວ້າງທີ່ບໍ່ຈຳເປັນ, ແລະ "ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສຳຄັນ" ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການສູນເສຍທາງແສງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຕົວຈິງຂອງອຸປະກອນ.

ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການປັບປ່ຽນເຟສ 2π ທີ່ສົມບູນ ແລະ ການປ່ຽນແປງແອມພິລິຈູດໜ້ອຍທີ່ສຸດ, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປັບປ່ຽນວົງແຫວນໄມໂຄຣໃນສະພາບ "ການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຂັ້ມແຂງ". ຄວາມແຮງຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງວົງແຫວນໄມໂຄຣ ແລະ "ບັສ" ແມ່ນສູງກວ່າການສູນເສຍຂອງວົງແຫວນໄມໂຄຣຢ່າງໜ້ອຍສິບເທົ່າ. ຫຼັງຈາກການອອກແບບ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຊຸດໜຶ່ງ, ໂຄງສ້າງສຸດທ້າຍແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້. ນີ້ແມ່ນວົງແຫວນສະທ້ອນທີ່ມີຄວາມກວ້າງເປັນຮູບຈວຍ. ສ່ວນຄື້ນນຳທາງແຄບປັບປຸງຄວາມແຮງຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ທາງແສງລະຫວ່າງ "ບັສ" ແລະ ຂົດລວດໄມໂຄຣ. ສ່ວນຄື້ນນຳທາງກວ້າງ ການສູນເສຍແສງຂອງວົງແຫວນໄມໂຄຣຫຼຸດລົງໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການກະແຈກກະຈາຍທາງແສງຂອງຝາຂ້າງ.

ທ່ານ Heqing Huang, ຜູ້ຂຽນເອກະສານຄົນທຳອິດ, ຍັງໄດ້ກ່າວອີກວ່າ: “ພວກເຮົາໄດ້ອອກແບບຕົວປັບແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ຂະໜາດນ້ອຍ, ປະຫຍັດພະລັງງານ, ແລະ ການສູນເສຍຕໍ່າຫຼາຍທີ່ມີລັດສະໝີພຽງແຕ່ 5 μm ແລະ ການໃຊ້ພະລັງງານການປັບແສງ π-phase ພຽງແຕ່ 0.8 mW. ການປ່ຽນແປງຂອງແອມພິລິຈູດທີ່ນຳສະເໜີແມ່ນໜ້ອຍກວ່າ 10%. ສິ່ງທີ່ຫາຍາກກວ່ານັ້ນແມ່ນຕົວປັບແສງນີ້ມີປະສິດທິພາບເທົ່າທຽມກັນສຳລັບແຖບສີຟ້າ ແລະ ສີຂຽວທີ່ຍາກທີ່ສຸດໃນສະເປກຕຣຳທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້.”

ທ່ານ Nanfang Yu ຍັງໄດ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຂົາຍັງຢູ່ໄກຈາກການບັນລຸລະດັບການເຊື່ອມໂຍງຂອງຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກ, ແຕ່ວຽກງານຂອງພວກເຂົາໄດ້ເຮັດໃຫ້ຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງສະວິດໂຟໂຕນິກ ແລະ ສະວິດເອເລັກໂຕຣນິກແຄບລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. “ຖ້າເທັກໂນໂລຢີໂມດູເລກ່ອນໜ້ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການເຊື່ອມໂຍງຂອງໂມດູເລເຟສຄື້ນນຳທາງໄດ້ພຽງແຕ່ 100 ອັນ ໂດຍໃຫ້ຮອຍຕີນຊິບ ແລະ ງົບປະມານພະລັງງານທີ່ແນ່ນອນ, ດຽວນີ້ພວກເຮົາສາມາດປະສົມປະສານຕົວປ່ຽນເຟສໄດ້ 10,000 ອັນໃນຊິບດຽວກັນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໜ້າທີ່ທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ.”

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ວິທີການອອກແບບນີ້ສາມາດນຳໃຊ້ກັບຕົວດັດແປງໄຟຟ້າ-ອອບຕິກເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນພື້ນທີ່ທີ່ໃຊ້ ແລະ ການໃຊ້ແຮງດັນ. ມັນຍັງສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃນລະດັບສະເປກຕຣຳອື່ນໆ ແລະ ການອອກແບບເຄື່ອງສະທ້ອນແສງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ໃນປະຈຸບັນ, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າກຳລັງຮ່ວມມືກັນເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນ LIDAR ສະເປກຕຣຳທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ປະກອບດ້ວຍອາເຣປ່ຽນເຟສໂດຍອີງໃສ່ວົງແຫວນຂະໜາດນ້ອຍດັ່ງກ່າວ. ໃນອະນາຄົດ, ມັນຍັງສາມາດນຳໃຊ້ກັບການນຳໃຊ້ຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທາງແສງທີ່ດີຂຶ້ນ, ເລເຊີໃໝ່, ແລະ ທັດສະນະຄະຕິຄວອນຕຳໃໝ່.

ທີ່ມາຂອງບົດຄວາມ: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

ບໍລິສັດ Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ຕັ້ງຢູ່ໃນ “Silicon Valley” ຂອງຈີນ – Beijing Zhongguancun, ເປັນວິສາຫະກິດເຕັກໂນໂລຢີສູງທີ່ອຸທິດຕົນເພື່ອຮັບໃຊ້ສະຖາບັນຄົ້ນຄວ້າ, ສະຖາບັນຄົ້ນຄວ້າ, ມະຫາວິທະຍາໄລ ແລະ ພະນັກງານຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດພາຍໃນ ແລະ ຕ່າງປະເທດ. ບໍລິສັດຂອງພວກເຮົາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນດຳເນີນທຸລະກິດຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາ, ອອກແບບ, ຜະລິດ, ຂາຍຜະລິດຕະພັນ optoelectronic ເອກະລາດ, ແລະ ໃຫ້ບໍລິການທີ່ມີນະວັດຕະກໍາ ແລະ ການບໍລິການແບບມືອາຊີບ ແລະ ສ່ວນບຸກຄົນສໍາລັບນັກຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ ແລະ ວິສະວະກອນອຸດສາຫະກໍາ. ຫຼັງຈາກຫຼາຍປີຂອງການປະດິດສ້າງເອກະລາດ, ມັນໄດ້ສ້າງຜະລິດຕະພັນ photoelectric ທີ່ສົມບູນແບບ ແລະ ອຸດົມສົມບູນ, ເຊິ່ງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກໍາເທດສະບານ, ການທະຫານ, ການຂົນສົ່ງ, ພະລັງງານໄຟຟ້າ, ການເງິນ, ການສຶກສາ, ການແພດ ແລະ ອຸດສາຫະກໍາອື່ນໆ.

ພວກເຮົາຫວັງວ່າຈະໄດ້ຮ່ວມມືກັບທ່ານ!