ಬೆಳಕು ಅಸಾಧಾರಣ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸಬಲ್ಲದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಸಂವಹನ, ಶಕ್ತಿಯುತ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸಂವೇದಕಗಳಿಗಾಗಿ ಅನ್ವೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಆದರೆ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು, ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಬೆಳಕಿನ ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಲು ನಿಖರವಾದ ಮಾರ್ಗಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.
ಈಗ ಕ್ಯಾಲ್ಟೆಕ್ ಸಂಶೋಧಕರು ಕೇವಲ 74 ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಲ್ಲಿ (ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 74 ಕ್ವಾಡ್ರಿಲಿಯನ್ ಬಾರಿ) ಒಂದು ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವನ್ನು ಮತ್ತೊಂದು ಕಿರಣವನ್ನು ರವಾನಿಸುವ ಸಾಧನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಮಾನವನ ಕೂದಲಿನ ಸಂಪೂರ್ಣ ಅಗಲದಲ್ಲಿ ಬೆಳಕು ಸಂಚರಿಸಲು ಇದು ಸರಿಸುಮಾರು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
“ಬೆಳಕಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಬೆಳಕು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನೊಂದಿಗೆ ಬಹಳ ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೆಟಾ-ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು (ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ನ್ಯಾನೊಇಂಜಿನಿಯರ್ಡ್ ಶೀಟ್ಗಳು) ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಇದನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಲು ನಾವು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು,” ಹ್ಯಾರಿ ಅಟ್ವಾಟರ್ ಹೇಳುತ್ತಾರೆ ಕ್ಯಾಲ್ಟೆಕ್ನಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕ ವಿಜ್ಞಾನ.
ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿದ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ ಪ್ರಕೃತಿಯ ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ. ಪ್ರಮುಖ ಲೇಖಕ ಕ್ಲಾಡಿಯೊ ಹೇಲ್ ಅವರು ಅಟ್ವಾಟರ್ನ ಕ್ಯಾಲ್ಟೆಕ್ ಲ್ಯಾಬ್ನಲ್ಲಿ ಪೋಸ್ಟ್ಡಾಕ್ಟರಲ್ ವಿದ್ವಾಂಸರಾಗಿದ್ದಾಗ ಸಂಶೋಧನೆ ನಡೆಸಿದರು. ಅವರು ಪ್ರಸ್ತುತ ಯುಸಿ ಬರ್ಕ್ಲಿಯಲ್ಲಿ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ನ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ.
ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಲೈಟ್ ಸ್ಟೀರಿಂಗ್ ವೇಗದ ಮಿತಿಯನ್ನು ಏಕೆ ಹೊಂದಿದೆ
ಬೆಳಕನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಅಥವಾ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡಲು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಅನೇಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ವಸ್ತುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗಳು ಪ್ರೊಜೆಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ದ್ರವ-ಸ್ಫಟಿಕ ಫಲಕಗಳು ಮತ್ತು ದೂರಸಂಪರ್ಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಚಿಪ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ.
ಈ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಹಿಂದಿರುಗುವ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಮೊದಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಶ್ರಾಂತಿಯು ಸಮಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ಗಳು ಅಥವಾ ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಿಗೆ (ಸೆಕೆಂಡಿನ ಟ್ರಿಲಿಯನ್ಗಳು) ಮಿತಿಗೊಳಿಸುವ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಟ್ವಾಟರ್ ತಂಡವು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತದ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ ವಿಭಿನ್ನ ವಿಧಾನವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿತು. ಬದಲಾಗಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಶಕ್ತಿಯುತ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸಿದರು, ಇದನ್ನು ಪಂಪ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ ಮಾದರಿಯೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿತು.
ಎರಡನೇ, ದುರ್ಬಲ ಕಿರಣ, ತನಿಖೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಯಿತು. ಪಂಪ್ನ ಬೆಳಕಿನಿಂದ ರಚಿಸಲಾದ ಮಾದರಿಯ ಪ್ರಕಾರ ಅದರ ದಿಕ್ಕು ಬದಲಾಗಿದೆ.
ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕೆರ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬಳಸುವುದು
ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕೆರ್ ಪರಿಣಾಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರ ಕಿರಣವು ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋದಾಗ, ಅದು ವಸ್ತುವಿನ ವಕ್ರೀಭವನದ ಸೂಚ್ಯಂಕದಲ್ಲಿ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಬಹಳ ಸಣ್ಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಅದು ಆ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವಾಗ ಎಷ್ಟು ಬೆಳಕು ನಿಧಾನವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ.
ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆಯ ಬದಲಾವಣೆಯಿಂದ ಪರಿಣಾಮ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಒಳಗೆ ಅವುಗಳ ಕಕ್ಷೆಗಳು, ಪರಮಾಣುವಿನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್ನ ಸುತ್ತಲಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳು, ಅಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ನಿಯೋಜನೆಯ ಸಂಭವನೀಯತೆ ಹೆಚ್ಚು. ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಉತ್ಸಾಹಭರಿತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ತಳ್ಳಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.
ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಬೆಳಕಿನ ನಾಡಿಯಂತೆ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಣ್ಮರೆಯಾಗಬಹುದು. ಪ್ರಚೋದಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಮರಳಲು ಕಾಯುವುದು ಅನಿವಾರ್ಯವಲ್ಲ.
ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಕೆರ್ ಪರಿಣಾಮವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗುವ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲು ತುಂಬಾ ದುರ್ಬಲವಾಗಿದೆ.
ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾಲಮ್ಗಳು ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ
ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಅಸ್ಫಾಟಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರದಿಂದ ಮೆಟಾ-ಶೀಟ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು. ಇದರ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಕಾಲಮ್ಗಳಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿತ್ತು, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಪಂಪ್ ಲೈಟ್ನ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ.
ಈ ಸ್ತಂಭಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಅಂತರವನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಆರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ತಂಡವು ಮೆಟಾ-ಪ್ಲೇನ್ನೊಳಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಸಮಯದವರೆಗೆ ಬೆಳಕು ಇರುವಂತೆ ಮಾಡಿತು ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲಕ ನೇರವಾಗಿ ಹಾದುಹೋಗುವ ಬದಲು, ಅದು ಅದರೊಳಗೆ ಪುಟಿಯಿತು.
ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯವು ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಸಣ್ಣ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪ್ರಭಾವವು ಪ್ರೋಬ್ ಕಿರಣವನ್ನು ಮರುನಿರ್ದೇಶಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಬಲವಾಗಿದೆ.
ಈ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಸಂಶೋಧಕರು 74 ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ 13 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಕೋನಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೆಳಕನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಿದರು. ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ದರವು ಪಂಪ್ ಪಲ್ಸ್ ಅವಧಿಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ತೋರಿಸಿದರು (ಇದು 74 ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ಗಳು ಕೂಡ).
ಇನ್ನೂ ವೇಗವಾಗಿ ಬೆಳಕಿನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಾಧ್ಯವಾಗಬಹುದು
ಪ್ರಸ್ತುತ ವೇಗವು ಮೆಟಾ-ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲಭೂತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಚಲಾಯಿಸಲು ಬಳಸುವ ಲೇಸರ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ಇದು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ವೇಗಗೊಳಿಸುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ. ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಹಿಡಿಯಬಹುದು, ಸಮಯ-ಬದಲಾಗುವ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಮತ್ತು ಸಮಯ-ಬದಲಾಗುವ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ವಸ್ತುಗಳು.
ಲೇಖನವು “ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್, ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಬೀಮ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಮತ್ತು ಸ್ಪೇಷಿಯಲ್ ಲೈಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್” ಎಂಬ ಶೀರ್ಷಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೈಲ್ ಮತ್ತು ಅಟ್ವಾಟರ್ ಜೊತೆಗೆ, ಲಿಯೋ ಮೈಕೆಲ್ ಕೂಡ ಪತ್ರಿಕೆಯ ಲೇಖಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಕ್ಯಾಲ್ಟೆಕ್ನಲ್ಲಿ ಪೋಸ್ಟ್ಡಾಕ್ಟರಲ್ ವಿದ್ವಾಂಸರಾಗಿ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಟೆಲ್ ಅವಿವ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ನ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ.
ಏರ್ ಫೋರ್ಸ್ ಬೇಸ್ನಲ್ಲಿರುವ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನಾ ಕಚೇರಿ ಮತ್ತು ಮೆಟಾ-ಇಮ್ಟಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಮಲ್ಟಿಡಿಸಿಪ್ಲಿನರಿ ರಿಸರ್ಚ್ ಇನಿಶಿಯೇಟಿವ್, ಸ್ವಿಸ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್, ಫುಲ್ಬ್ರೈಟ್ ಸ್ಕಾಲರ್ಶಿಪ್ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಮತ್ತು ಬ್ರೇಕ್ಥ್ರೂ ಫೌಂಡೇಶನ್ನಿಂದ ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲಾಯಿತು. ಕ್ಯಾಲ್ಟೆಕ್ನಲ್ಲಿರುವ ಕಾವ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಸೈನ್ಸ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಮೂಲಸೌಕರ್ಯ ಮತ್ತು ಬೆಂಬಲವನ್ನು ಒದಗಿಸಿತು.
Leave a Reply