ข่าวอุตสาหกรรม

ความก้าวหน้าของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดแบบบูรณาการเลเซอร์บนชิปทำให้มันง่ายสำหรับชิปเพื่อให้ได้การใช้งานระดับอุตสาหกรรม

2025-05-12
นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้พัฒนาเลเซอร์บนชิปใหม่ที่ทรงพลังซึ่งปล่อยพัลส์ที่สดใสในสเปกตรัมกลางอินฟราเรดซึ่งเป็นแสงที่เข้าใจยาก แต่มีประโยชน์อย่างมากที่สามารถใช้ในการตรวจจับก๊าซและเปิดใช้งานเครื่องมือสเปกโทรสโกปีใหม่ อุปกรณ์บรรจุฟังก์ชั่นของระบบขนาดใหญ่ลงในชิปเล็ก ๆ โดยไม่จำเป็นต้องมีส่วนประกอบภายนอกใด ๆ มันหลอมรวมการออกแบบโทนิคที่ก้าวหน้าด้วยเทคโนโลยีเลเซอร์ควอนตัมน้ำตกและคาดว่าจะปฏิวัติการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการวินิจฉัยทางการแพทย์ในไม่ช้าโดยการตรวจจับความถี่แสงหลายพันครั้งในครั้งเดียว นักฟิสิกส์ที่ Harvard John A. Paulson School of Engineering และวิทยาศาสตร์ประยุกต์ (SEAS) ได้พัฒนาเลเซอร์ขนาดกะทัดรัดที่ปล่อยแสงที่สว่างไสว ประสิทธิภาพของอุปกรณ์นั้นเปรียบได้กับระบบโทนิคที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก แต่มีการรวมเข้ากับชิปเดียวอย่างสมบูรณ์ การวิจัยที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (16 เมษายน) ในวารสาร Nature นับเป็นการสาธิตครั้งแรกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพัลส์เลเซอร์อินฟราเรดกลางชิปบนชิปที่ทำงานโดยไม่มีส่วนประกอบภายนอกใด ๆ เลเซอร์สามารถสร้างหวีความถี่ออพติคอล-สเปกตรัมของความถี่เว้นระยะเท่ากัน-สำหรับการใช้งานที่หลากหลายในการวัดความแม่นยำสูง แพลตฟอร์มขนาดกะทัดรัดนี้คาดว่าจะช่วยให้ตระหนักถึงเซ็นเซอร์ก๊าซในวงกว้างรุ่นใหม่สำหรับการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและเครื่องมือสเปกตรัมขั้นสูงสำหรับการถ่ายภาพทางการแพทย์ สาขาโฟโตนิกส์และแม่เหล็กไฟฟ้ากำลังอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งซึ่งเกิดจากการรวมเทคโนโลยีการจำลองเชิงตัวเลขอย่างลึกซึ้ง วิธีการออกแบบและวิเคราะห์แสงแบบดั้งเดิมจะค่อยๆแสดงข้อ จำกัด เมื่อต้องเผชิญกับปัญหาเช่นการควบคุมสนามแสงที่ซับซ้อนและการทำนายคุณสมบัติทางแสงของโครงสร้างหลายระดับ ในฐานะที่เป็นเครื่องมือจำลองเชิงตัวเลขที่ทรงพลังวิธี FDTD กำลังเร่งการแทรกซึมเข้าไปในทุกด้านของการวิจัยข้ามวินัยแบบสหสาขาวิชาชีพและสหสาขาวิชาชีพ จากการออกแบบ metasurface ไปจนถึงการวิเคราะห์โครงสร้างนาโน-ออพติคอลตั้งแต่การจัดการลำแสงไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพอุปกรณ์โทนิค FDTD กำลังปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์ของการวิจัยเชิงแสงและการใช้งาน ในแง่ของแนวโน้มระหว่างประเทศการศึกษา metasurfaces ได้กลายเป็นประเด็นร้อน Metasurfaces สามารถฝ่าฟันความสามารถในการควบคุมของส่วนประกอบแสงแบบดั้งเดิมบนแสงและตระหนักถึงการควบคุมแสงที่ยืดหยุ่นในหลายมิติเช่นเฟสโพลาไรเซชันและแอมพลิจูด จากการวิจัยขั้นพื้นฐานไปจนถึงการใช้งานจริงศักยภาพของ metasurfaces กำลังถูกสำรวจอย่างต่อเนื่องและผลการวิจัยใหม่กำลังเกิดขึ้นในกระแสที่ไม่มีที่สิ้นสุด ตัวอย่างเช่น metasurfaces สามารถใช้เพื่อให้ได้การควบคุมที่แม่นยำของรูปร่างของคานแสงและสร้างคานพิเศษเช่นคานกระแสน้ำวนและคานที่โปร่งสบาย คานเหล่านี้มีข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์และโอกาสในการใช้งานในวงกว้างในสาขาการสื่อสารด้วยแสงการถ่ายภาพด้วยแสงแหนบออพติคอล ฯลฯ ในเวลาเดียวกันการผสมผสานระหว่างเมตาเซิร์กของ metasurfaces กับวินัยที่ทันสมัยเช่น nanophotonics และ plasmonics ในระดับความต้องการแห่งชาติการพัฒนาอย่างรวดเร็วของประเทศของฉันในด้านการสื่อสารด้วยแสงการประมวลผลข้อมูลแสงการถ่ายภาพด้วยแสงชิปโทนิค ฯลฯ ได้สร้างความต้องการเร่งด่วนที่เพิ่มขึ้นสำหรับความสามารถที่สามารถควบคุมเทคโนโลยีการออกแบบออพติคอลขั้นสูงและการจำลอง "แผนห้าปีที่ 14 สำหรับการพัฒนาของมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติ" เสนออย่างชัดเจนในพื้นที่พัฒนาลำดับความสำคัญเพื่อ "พัฒนาวงจรโมดูล RF และเทคโนโลยีเสาอากาศด้วยวัสดุใหม่สถาปัตยกรรมใหม่และกลไกใหม่สำรวจการใช้งานการใช้งานของระบบแม่เหล็กไฟฟ้า
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept