लाइट-बेंडिंग तकनीक किलोमीटर-लंबी विकिरण प्रणाली को मिलीमीटर पैमाने तक सिकोड़ती है

NS देसी हैम्बर्ग में त्वरक सुविधा, जर्मनी, लगभग प्रकाश की गति से किलोमीटर-लंबी चक्कर लगाने वाले कण को ​​होस्ट करने के लिए मीलों तक चला जाता है. अब शोधकर्ताओं ने ऐसी सुविधा को कंप्यूटर चिप के आकार में छोटा कर दिया है.

पर्ड्यू विश्वविद्यालय के सहयोग से मिशिगन विश्वविद्यालय की एक टीम ने एक नया उपकरण बनाया है जो अभी भी परिपत्र पथों के साथ गति को समायोजित करता है, लेकिन अनुप्रयोगों की टेराहर्ट्ज़ रेंज में कम प्रकाश आवृत्तियों का उत्पादन करने के लिए जैसे कि नकली डॉलर के बिलों की पहचान करना या कैंसर और स्वस्थ ऊतक के बीच अंतर करना.

“वक्र से प्रकाश प्राप्त करने के लिए, आपको प्रकाश पुंज के हर टुकड़े को एक विशेष तीव्रता और चरण में तराशना होगा, और अब हम इसे बेहद सर्जिकल तरीके से कर सकते हैं,” कहा रॉबर्टो मर्लिन, मिशिगन विश्वविद्यालय के पीटर ए. फ्रेंकेन कॉलेजिएट भौतिकी के प्रोफेसर.

काम जर्नल साइंस में प्रकाशित हुआ है. अंत में, इस डिवाइस को कंप्यूटर चिप के लिए आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है.

“हमारे पास जितने अधिक टेराहर्ट्ज़ स्रोत हैं, बेहतर. यह नया स्रोत असाधारण रूप से अधिक कुशल भी है, अकेले रहने दें कि यह मिलीमीटर पैमाने पर बनाई गई एक विशाल प्रणाली है,” कहा व्लाद शालाव, पर्ड्यू के बॉब और ऐनी बर्नेट के प्रतिष्ठित प्रोफेसर इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग.

एक नया उपकरण दृश्य प्रकाश को उत्पादन के लिए एक क्रिस्टल के अंदर मोड़ देता है “सिंक्रोटॉन” विकिरण (नीला और हरा) एक त्वरित प्रकाश नाड़ी के माध्यम से (लाल) दुनिया भर में बड़े पैमाने पर सुविधाओं की तुलना में एक हजार गुना छोटे पैमाने पर. (यूनिवर्सिटी ऑफ मिशिगन इमेज/मेरेडिथ हेनस्ट्रिज)छवि डाउनलोड करें

मिशिगन और पर्ड्यू के शोधकर्ताओं ने जो उपकरण बनाया है, वह तथाकथित उत्पन्न करता है “सिंक्रोटॉन” विकिरण, जो आवेशित कणों द्वारा दी गई विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा है, जैसे इलेक्ट्रॉन और आयन, जो प्रकाश की गति के करीब जा रहे हैं जब चुंबकीय क्षेत्र अपने पथ को मोड़ देते हैं.

दुनिया भर में कई सुविधाएं, डेसी की तरह, जीव विज्ञान से सामग्री विज्ञान तक की समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला का अध्ययन करने के लिए सिंक्रोट्रॉन विकिरण उत्पन्न करें.

लेकिन एक वृत्ताकार पथ का अनुसरण करने के लिए प्रकाश को मोड़ने के पिछले प्रयास लेंस या स्थानिक प्रकाश न्यूनाधिक के रूप में आए हैं जो ऑन-चिप प्रौद्योगिकी के लिए बहुत भारी हैं।.

मर्लिन और के नेतृत्व में एक टीम मेरेडिथ हेनस्ट्रिज, अब मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर द स्ट्रक्चर एंड डायनेमिक्स ऑफ मैटर में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता हैं, के साथ इन बल्कियर रूपों को प्रतिस्थापित किया 10 लिथियम टैंटेलाइट क्रिस्टल पर मुद्रित लाखों छोटे एंटीना, को फ़ोन किया “metasurface,” की मिशिगन टीम द्वारा डिज़ाइन किया गया एंथोनी ग्रबिक और पर्ड्यू शोधकर्ताओं द्वारा निर्मित.

शोधकर्ताओं ने दृश्यमान प्रकाश की एक नाड़ी उत्पन्न करने के लिए एक लेजर का उपयोग किया जो एक सेकंड के एक खरबवें हिस्से तक रहता है. एंटीना की सरणी क्रिस्टल के अंदर एक घुमावदार प्रक्षेपवक्र के साथ प्रकाश नाड़ी को तेज करने का कारण बनती है.

आवेशित कण के बजाय अंत में किलोमीटर तक सर्पिलिंग करना, बनाने के लिए प्रकाश नाड़ी ने इलेक्ट्रॉनों को उनके संतुलन की स्थिति से विस्थापित कर दिया “द्विध्रुवीय क्षण।” ये द्विध्रुवीय क्षण प्रकाश नाड़ी के घुमावदार प्रक्षेपवक्र के साथ त्वरित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप टेराहर्ट्ज़ रेंज में सिंक्रोट्रॉन विकिरण का अधिक कुशलता से उत्सर्जन होता है.

“इसे अभी तक कंप्यूटर चिप के लिए नहीं बनाया जा रहा है, लेकिन यह काम दर्शाता है कि सिंक्रोट्रॉन विकिरण अंततः ऑन-चिप टेराहर्ट्ज स्रोतों को विकसित करने में मदद कर सकता है,” शालाव ने कहा.

स्रोत: www.purdue.edu, कायला विल्स द्वारा