အနိမ့်ဆုံးပါဝါရှိသော အသေးဆုံး မြင်နိုင်သောအလင်းအဆင့်မော်ဂျူလာ ပေါ်ပေါက်လာပါပြီ

မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း နိုင်ငံအသီးသီးမှ သုတေသီများသည် အနီအောက်ရောင်ခြည်အလင်းလှိုင်းများကို အဆင့်ဆင့်ကိုင်တွယ်ရန် integrated photonics များကို အသုံးပြုခဲ့ကြပြီး ၎င်းတို့ကို မြန်နှုန်းမြင့် 5G ကွန်ရက်များ၊ ချစ်ပ်အာရုံခံကိရိယာများနှင့် အလိုအလျောက်ယာဉ်များတွင် အသုံးချခဲ့ကြသည်။ လက်ရှိတွင် ဤသုတေသနဦးတည်ချက်ကို စဉ်ဆက်မပြတ်နက်ရှိုင်းစေခြင်းနှင့်အတူ သုတေသီများသည် မြင်နိုင်သောအလင်းလှိုင်းတိုများကို နက်ရှိုင်းစွာထောက်လှမ်းခြင်းနှင့် ချစ်ပ်အဆင့် LIDAR၊ AR/VR/MR (မြှင့်တင်ထားသော/virtual/hybrid) Reality) မျက်မှန်များ၊ ဟိုလိုဂရပ်ဖစ်မျက်နှာပြင်များ၊ ကွမ်တမ်ပရိုဆက်ဆာချစ်ပ်များ၊ ဦးနှောက်တွင်ထည့်သွင်းထားသော optogenetic probes များစသည်တို့ကဲ့သို့သော ပိုမိုကျယ်ပြန့်သောအသုံးချမှုများကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။

optical phase modulators များ၏ ကြီးမားသော ပေါင်းစပ်မှုသည် on-chip optical routing နှင့် free-space wavefront shaping အတွက် optical subsystem ၏ အဓိကအချက်ဖြစ်သည်။ ဤအဓိကလုပ်ဆောင်ချက်နှစ်ခုသည် အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးကို အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။ သို့သော်၊ မြင်နိုင်သောအလင်းအကွာအဝေးရှိ optical phase modulators များအတွက်၊ မြင့်မားသော transmittance နှင့် မြင့်မားသော modulation လိုအပ်ချက်များကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ဖြည့်ဆည်းရန် အထူးစိန်ခေါ်မှုရှိသည်။ ဤလိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက်၊ အသင့်တော်ဆုံး silicon nitride နှင့် lithium niobate ပစ္စည်းများပင်လျှင် ပမာဏနှင့် ပါဝါသုံးစွဲမှုကို တိုးမြှင့်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

ဤပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် ကိုလံဘီယာတက္ကသိုလ်မှ Michal Lipson နှင့် Nanfang Yu တို့သည် adiabatic micro-ring resonator ကိုအခြေခံ၍ silicon nitride thermo-optic phase modulator ကို ဒီဇိုင်းထုတ်ခဲ့ကြသည်။ ၎င်းတို့သည် micro-ring resonator သည် ခိုင်မာသော coupling state တွင်လည်ပတ်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။ ကိရိယာသည် phase modulation ကို အနည်းဆုံးဆုံးရှုံးမှုဖြင့် ရရှိနိုင်သည်။ သာမန် waveguide phase modulators များနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက ကိရိယာတွင် နေရာနှင့် ပါဝါသုံးစွဲမှု အနည်းဆုံးအဆင့် လျှော့ချထားသည်။ ဆက်စပ်အကြောင်းအရာကို Nature Photonics တွင် ထုတ်ဝေခဲ့ပြီးဖြစ်သည်။

ဆီလီကွန် နိုက်ထရိုက်ကို အခြေခံ၍ ပေါင်းစပ်ဖိုတွန်နစ်နယ်ပယ်တွင် ထိပ်တန်းကျွမ်းကျင်သူ မီချယ် လစ်ပ်ဆန်က “ကျွန်ုပ်တို့ အဆိုပြုထားသော ဖြေရှင်းချက်၏ အဓိကသော့ချက်မှာ optical resonator ကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်ပြီး strong coupling state ဟုခေါ်သော အခြေအနေတွင် လည်ပတ်ရန်ဖြစ်သည်” ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။

optical resonator သည် အလွန် symmetrical structure တစ်ခုဖြစ်ပြီး အလင်းတန်းများ၏ ዑပများစွာမှတစ်ဆင့် refractive index ပြောင်းလဲမှုအနည်းငယ်ကို phase ပြောင်းလဲမှုအဖြစ် ပြောင်းလဲပေးနိုင်သည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် ၎င်းကို အလုပ်လုပ်သည့်အခြေအနေသုံးမျိုးခွဲခြားနိုင်သည်- "under coupling" နှင့် "under coupling"။ Critical coupling" နှင့် "strong coupling"။ ၎င်းတို့တွင် "under coupling" သည် phase modulation အကန့်အသတ်ဖြင့်သာ ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး မလိုအပ်သော amplitude ပြောင်းလဲမှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး "critical coupling" သည် optical loss များစွာဖြစ်ပေါ်စေပြီး device ၏ အမှန်တကယ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေပါသည်။

2π phase modulation ပြီးမြောက်ပြီး amplitude ပြောင်းလဲမှု အနည်းဆုံးရရှိရန်အတွက် သုတေသနအဖွဲ့သည် microring ကို “strong coupling” state တွင် ကိုင်တွယ်ခဲ့သည်။ microring နှင့် “bus” အကြား coupling strength သည် microring ဆုံးရှုံးမှုထက် အနည်းဆုံး ဆယ်ဆပိုများသည်။ ဒီဇိုင်းများနှင့် optimization အများအပြားပြုလုပ်ပြီးနောက်၊ နောက်ဆုံးဖွဲ့စည်းပုံကို အောက်ပါပုံတွင် ပြသထားသည်။ ၎င်းသည် tapered width ရှိသော resonant ring တစ်ခုဖြစ်သည်။ ကျဉ်းမြောင်းသော waveguide အပိုင်းသည် “bus” နှင့် micro-coil အကြား optical coupling strength ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။ ကျယ်ပြန့်သော waveguide အပိုင်း microring ၏ အလင်းဆုံးရှုံးမှုကို sidewall ၏ optical scattering ကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် လျှော့ချပေးသည်။

စာတမ်း၏ ပထမဆုံးရေးသားသူ Heqing Huang ကလည်း “ကျွန်ုပ်တို့သည် 5 μm အချင်းဝက်နှင့် 0.8 mW သာရှိသော π-phase modulation power consumption ရှိသော အသေးစား၊ စွမ်းအင်ချွေတာပြီး အလွန်နည်းပါးသော visible light phase modulator တစ်ခုကို ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပါသည်။ မိတ်ဆက်ထားသော amplitude variation သည် 10% အောက်သာရှိသည်။ ပို၍ရှားပါးသည်မှာ ဤ modulator သည် visible spectrum တွင် အခက်ခဲဆုံး အပြာနှင့် အစိမ်းရောင် band များအတွက် တူညီစွာထိရောက်မှုရှိခြင်းဖြစ်သည်” ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။

Nanfang Yu က သူတို့ဟာ အီလက်ထရွန်းနစ်ထုတ်ကုန်တွေရဲ့ ပေါင်းစပ်မှုအဆင့်ကို မရောက်ရှိသေးပေမယ့် သူတို့ရဲ့လုပ်ဆောင်ချက်က photonic switches တွေနဲ့ electronic switches တွေကြားက ကွာဟချက်ကို သိသိသာသာ ကျဉ်းမြောင်းစေခဲ့တယ်လို့လည်း ထောက်ပြခဲ့ပါတယ်။ “ယခင် modulator နည်းပညာက ချစ်ပ်ခြေရာနဲ့ ပါဝါဘတ်ဂျက် အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ waveguide phase modulators ၁၀၀ ကိုသာ ပေါင်းစပ်ခွင့်ပြုခဲ့ရင်၊ အခုဆိုရင် ပိုမိုရှုပ်ထွေးတဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်ကို ရရှိဖို့အတွက် ချစ်ပ်တစ်ခုတည်းမှာ phase shifters ၁၀,၀၀၀ ကို ပေါင်းစပ်နိုင်ပါပြီ။”

အတိုချုပ်ပြောရရင် ဒီဒီဇိုင်းနည်းလမ်းကို electro-optic modulators တွေမှာ အသုံးပြုနိုင်ပြီး နေရာလွတ်နဲ့ ဗို့အားသုံးစွဲမှုကို လျှော့ချနိုင်ပါတယ်။ တခြား spectral range တွေနဲ့ တခြား resonator design တွေမှာလည်း အသုံးပြုနိုင်ပါတယ်။ လက်ရှိမှာ သုတေသနအဖွဲ့ဟာ အဲဒီလို microrings တွေကို အခြေခံပြီး phase shifter arrays တွေနဲ့ ဖွဲ့စည်းထားတဲ့ visible spectrum LIDAR ကို သရုပ်ပြဖို့ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်နေပါတယ်။ အနာဂတ်မှာ enhanced optical nonlinearity၊ laser အသစ်တွေနဲ့ quantum optics အသစ်တွေလိုမျိုး application အများအပြားမှာလည်း အသုံးပြုနိုင်ပါတယ်။

ဆောင်းပါးရင်းမြစ်- https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

တရုတ်နိုင်ငံ၏ “Silicon Valley” – Beijing Zhongguancun တွင်တည်ရှိသော Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. သည် ပြည်တွင်းနှင့် ပြည်ပသုတေသနအဖွဲ့အစည်းများ၊ သုတေသနဌာနများ၊ တက္ကသိုလ်များနှင့် စီးပွားရေးသိပ္ပံသုတေသနဝန်ထမ်းများကို ဝန်ဆောင်မှုပေးရန် ရည်ရွယ်သည့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာလုပ်ငန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ကုမ္ပဏီသည် အဓိကအားဖြင့် optoelectronic ထုတ်ကုန်များ၏ လွတ်လပ်သောသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၊ ဒီဇိုင်းရေးဆွဲခြင်း၊ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ ရောင်းချခြင်းတွင် ပါဝင်ဆောင်ရွက်ပြီး သိပ္ပံသုတေသီများနှင့် စက်မှုအင်ဂျင်နီယာများအတွက် ဆန်းသစ်သောဖြေရှင်းနည်းများနှင့် ပရော်ဖက်ရှင်နယ်၊ စိတ်ကြိုက်ဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးဆောင်သည်။ နှစ်ပေါင်းများစွာ လွတ်လပ်သောဆန်းသစ်တီထွင်မှုအပြီးတွင် ၎င်းသည် မြူနီစပယ်၊ စစ်ရေး၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား၊ ဘဏ္ဍာရေး၊ ပညာရေး၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည့် photoelectric ထုတ်ကုန်များ၏ ကြွယ်ဝပြီး ပြီးပြည့်စုံသော စီးရီးတစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းခဲ့သည်။

ကျွန်ုပ်တို့သည် သင်နှင့် ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။