(नानावरक न्यूज़) एक नये में प्रकृति अध्ययन ("एकल लेज़र का उपयोग करके चिप पर ऑल-ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी डिवीजन"), कोलंबिया इंजीनियरिंग शोधकर्ताओं ने एक फोटोनिक चिप का निर्माण किया है जो केवल एक लेजर का उपयोग करके उच्च-गुणवत्ता, अल्ट्रा-कम शोर वाले माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न करने में सक्षम है। कॉम्पैक्ट डिवाइस - एक चिप इतनी छोटी, यह एक तेज पेंसिल बिंदु पर फिट हो सकती है - जिसके परिणामस्वरूप एकीकृत फोटोनिक्स प्लेटफ़ॉर्म में अब तक का सबसे कम माइक्रोवेव शोर देखा गया है। यह उपलब्धि उच्च गति संचार, परमाणु घड़ियों और स्वायत्त वाहनों जैसे अनुप्रयोगों के लिए छोटे-फुटप्रिंट अल्ट्रा-कम-शोर माइक्रोवेव पीढ़ी की दिशा में एक आशाजनक मार्ग प्रदान करती है।
ऑल-ऑप्टिकल ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी डिवीजन या ओएफडी के लिए गेटा लैब द्वारा विकसित फोटोनिक इंटीग्रेटेड चिप का एक उच्च-स्तरीय योजनाबद्ध - उच्च-आवृत्ति सिग्नल को कम आवृत्ति में परिवर्तित करने की एक विधि। (छवि: यूं झाओ, कोलंबिया इंजीनियरिंग)
चुनौती
वैश्विक नेविगेशन, वायरलेस संचार, रडार और सटीक समय के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को घड़ियों और सूचना वाहक के रूप में काम करने के लिए स्थिर माइक्रोवेव स्रोतों की आवश्यकता होती है। इन उपकरणों के प्रदर्शन को बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण पहलू माइक्रोवेव पर मौजूद शोर, या चरण में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव को कम करना है। एप्लाइड फिजिक्स एंड मैटेरियल्स साइंस के डेविड एम. रिकी प्रोफेसर और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर अलेक्जेंडर गेटा ने कहा, "पिछले दशक में, ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी डिवीजन के नाम से जानी जाने वाली तकनीक के परिणामस्वरूप अब तक उत्पन्न सबसे कम शोर वाले माइक्रोवेव सिग्नल प्राप्त हुए हैं।" कोलंबिया इंजीनियरिंग. "आम तौर पर, ऐसी प्रणाली के लिए सभी घटकों को शामिल करने के लिए कई लेजर और अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।" ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी डिवीजन - उच्च-आवृत्ति सिग्नल को कम आवृत्ति में परिवर्तित करने की एक विधि - माइक्रोवेव उत्पन्न करने के लिए एक हालिया नवाचार है जिसमें शोर को दृढ़ता से दबा दिया गया है। हालाँकि, एक बड़ा टेबल-टॉप-स्तरीय फ़ुटप्रिंट ऐसी प्रणालियों को लघु संवेदन और संचार अनुप्रयोगों के लिए उपयोग करने से रोकता है जो अधिक कॉम्पैक्ट माइक्रोवेव स्रोतों की मांग करते हैं और व्यापक रूप से अपनाए जाते हैं। गेटा ने कहा, "हमने एक ऐसा उपकरण विकसित किया है जो केवल एक लेजर का उपयोग करके 1 मिमी2 जैसे छोटे क्षेत्र में एक चिप पर पूरी तरह से ऑप्टिकल आवृत्ति विभाजन करने में सक्षम है।" "हम पहली बार इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता के बिना ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी डिवीजन की प्रक्रिया का प्रदर्शन करते हैं, जिससे डिवाइस डिज़ाइन बहुत सरल हो जाता है।"
पहुंच
गेटा का समूह क्वांटम और नॉनलाइनियर फोटोनिक्स, या लेजर प्रकाश पदार्थ के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, में माहिर है। फोकस क्षेत्रों में अरेखीय शामिल हैं नैनोफोटोनिक्स, आवृत्ति-कंघी पीढ़ी, तीव्र अल्ट्राफास्ट पल्स इंटरैक्शन, और प्रकाश की क्वांटम अवस्थाओं का उत्पादन और प्रसंस्करण। वर्तमान अध्ययन में, उनके समूह ने एक ऑन-चिप, ऑल-ऑप्टिकल डिवाइस डिजाइन और निर्मित किया है जो सबसे कम आवृत्ति शोर के साथ 16-गीगाहर्ट्ज माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न करता है जो कभी भी एक एकीकृत चिप प्लेटफॉर्म में हासिल किया गया है। यह उपकरण सिलिकॉन नाइट्राइड से बने दो माइक्रोरेसोनेटर का उपयोग करता है जो फोटोनिक रूप से एक साथ जुड़े होते हैं। एक एकल-आवृत्ति लेजर दोनों माइक्रोरेसोनेटर को पंप करता है। एक का उपयोग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर बनाने के लिए किया जाता है, जो इनपुट तरंग को दो आउटपुट तरंगों में परिवर्तित करता है - एक उच्च और एक निम्न आवृत्ति। दो नई आवृत्तियों की आवृत्ति रिक्ति को टेराहर्ट्ज़ शासन में समायोजित किया गया है। ऑसिलेटर के क्वांटम सहसंबंधों के परिणामस्वरूप, इस आवृत्ति अंतर का शोर इनपुट लेजर तरंग के शोर से हजारों गुना कम हो सकता है। दूसरे माइक्रोरेसोनेटर को माइक्रोवेव स्पेसिंग के साथ एक ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कंघी उत्पन्न करने के लिए समायोजित किया जाता है। फिर ऑसिलेटर से प्रकाश की एक छोटी मात्रा को कॉम्ब जनरेटर से जोड़ दिया जाता है, जिससे माइक्रोवेव कॉम्ब आवृत्ति का टेराहर्ट्ज़ ऑसिलेटर के साथ सिंक्रनाइज़ेशन हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्वचालित रूप से ऑप्टिकल आवृत्ति विभाजन होता है।संभावित प्रभाव
गेटा के समूह का काम एक छोटे, मजबूत और अत्यधिक पोर्टेबल पैकेज के भीतर ऑप्टिकल आवृत्ति विभाजन करने के लिए एक सरल, प्रभावी दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। निष्कर्ष चिप-स्केल उपकरणों के लिए द्वार खोलते हैं जो सटीक माप करने वाली प्रयोगशालाओं में उत्पादित सिग्नल के बराबर स्थिर, शुद्ध माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं। "आखिरकार, इस प्रकार के ऑल-ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी डिवीजन से भविष्य के दूरसंचार उपकरणों के नए डिज़ाइन को बढ़ावा मिलेगा," उन्होंने कहा। "यह स्वायत्त वाहनों के लिए उपयोग किए जाने वाले माइक्रोवेव राडार की सटीकता में भी सुधार कर सकता है।"टीम
गीता ने युन झाओ के साथ - जो एक स्नातक छात्र था और अब गीता लैब में पोस्ट-डॉक्टर है - और अनुसंधान वैज्ञानिक योशितोमो ओकावाची के साथ मिलकर परियोजना के मूल विचार की कल्पना की। फिर, झाओ और पोस्ट-डॉक्टर जे जांग ने उपकरणों को डिजाइन किया और प्रयोग किया। यह परियोजना कोलंबिया इंजीनियरिंग प्रोफेसर माइकल लिप्सन और उनके समूह के निकट सहयोग से की गई थी। लिप्सन समूह के कार्ल मैकनल्टी ने कोलंबिया और कॉर्नेल विश्वविद्यालय दोनों में फोटोनिक चिप का निर्माण किया। टेरेमोटो शेयर्ड हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग क्लस्टर, कोलंबिया विश्वविद्यालय सूचना प्रौद्योगिकी (सीयूआईटी) द्वारा प्रदान की गई एक सेवा, का उपयोग ऑप्टिकल पैरामीट्रिक ऑसिलेटर के शोर गुणों को मॉडल करने के लिए किया गया था।- एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
- प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
- प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
- प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
- प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
- स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64882.php
