Eigen RadarBilim
Analiz

Morötesi ışığı ayarlayan yonga, deneyde 40 gigahertzi aştı

Araştırmacılar elektrik sinyalleriyle morötesi ışığın şiddetini ayarlayan bir yonga geliştirdi. Hakemli laboratuvar deneyinde ince film lityum tantalat üzerinde üretilen aygıt, 375 nanometre dalga boyunda çalıştı ve 40 gigahertzin üzerinde bant genişliği gösterdi. Çalışma gelecekteki optik sistemler için bir bileşen sunuyor. Işığın özellikle optik lif ile yonga arasındaki bağlantıda kaybolması, geliştirme gerektiren başlıca sorunlardan biri.

Bilim··Akşam
Açık renkli seramik üzerinde iki kollu optik yonga; iki uçta hizalanmış optik lifler ve altın renkli temas yüzeyine değen bir elektrik probu.

Elektrik sinyali morötesi ışığın şiddetini değiştiriyor

Hakemli bir laboratuvar deneyinde geliştirilen yonga, morötesi ışığın şiddetini elektrik sinyalleriyle hızla değiştirdi. İnce film lityum tantalat üzerine kurulan modülatör, 375 nanometre dalga boyunda çalıştırıldı. Elektrik sinyalinin ışığa, ardından yeniden elektrik sinyaline çevrildiği ölçüm zincirinde bant genişliği 40 gigahertzi aştı. Morötesi ışığın yonga üzerinde denetlenmesi, kısa dalga boylarında uygun malzeme bulma ve ışık kaybını azaltma güçlükleri nedeniyle araştırılan bir alan.[1], [2]

Aygıtın çalışması elektro-optik etkiye dayanıyor: elektrik alan uygulandığında malzemenin ışığı kırma özelliği değişiyor. Mach–Zehnder girişimölçeri denen optik düzen, ışığı iki kola ayırıp yeniden birleştiriyor. Kollardan geçen ışık dalgalarının fazları arasındaki fark, çıkıştaki ışık şiddetini belirliyor. Böylece elektrik sinyalindeki değişim optik sinyale aktarılabiliyor. Işığın yonga üzerindeki dar kılavuzlardan ilerlemesi, bu işlevi küçük bir bileşende toplamaya olanak sağlıyor.[1]

Hızlı morötesi denetiminde yaygın olarak büyük kristaller ve yüksek gerilimli elektronik düzenekler kullanılıyor. Bazı yonga yaklaşımlarındaki ısıtma komşu devreleri etkileyebiliyor; mekanik hareket ise anahtarlama hızını sınırlıyor.[1], [2]

Kısa etkin bölgede ışık kaybı önemini koruyor

Işığın etkin biçimde değiştirildiği bölge 200 mikrometre uzunluğundaydı; aygıtın tamamı 1,16 milimetreydi. Modülasyon için gerekli gerilimle etkin uzunluğu birlikte değerlendiren yarım dalga gerilimi–uzunluk çarpımı 85 milivolt santimetre bulundu. Tek modlu ışık kılavuzunda yayılım kaybı santimetre başına 7,2 desibel olarak ölçüldü. Modülatörün ekleme kaybı ise 2,8 desibeldi. Bu değerler, ışığın aygıt içinde ilerlerken ve bileşenden geçerken uğradığı farklı kayıpları tanımlıyor.[1]

Optik lif ile yonga arasındaki bağlantıda, yüz başına 9,7 artı eksi 0,3 desibellik kayıp görüldü. Bu bağlantı kaybı, modülatörün ekleme kaybından ayrı ölçülüyor. Araştırmacılar kısa dalga boylarında ışık saçılmasına ve malzeme kusurlarına dikkat çekiyor. Üretilen yapıların geometrisi ile yüzey pürüzlülüğü, elektron mikroskobuyla ve atomik kuvvet mikroskobuyla incelendi.[1]

Küçük saatler ve kuantum sistemleri geliştirme bekliyor

Girişimölçer yapısı, dar rezonanslı aygıtlara göre sıcaklık değişimlerine ve üretim farklılıklarına duyarlılığı sınırlamak için seçildi. Atom saatleri, kuantum bilgi işleme ve morötesi haberleşme, bu tür tümleşik bileşenlerin olası kullanım alanları arasında. Deney, laboratuvar düzeyinde bir bileşenin çalışmasını gösteriyor. Araştırmada bu kullanım alanlarının tamamını yerine getiren kurulu sistemler sınanmadı. Işık kayıplarını azaltacak ek geliştirmeler, aygıtın ileride daha geniş optik sistemlerle birleştirilmesi için önem taşıyor.[1]

Kaynakça

  1. Haber kaynağıNature CommunicationsLityum tantalat yongada morötesi ışık hızlıca modüle edildi↩1↩2↩3↩4↩5↩6
  2. Haber kaynağıEntech OnlineLityum tantalat yongada morötesi ışık hızlıca modüle edildi↩1↩2