Edda Fişer, Maks Plank İşıq Elmi İnstitutu tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İşıq və səs dalğalarını səmərəli şəkildə istiqamətləndirən və birləşdirən şüşə kapilyarda donmuş optik lif nüvəsinin rəssam tərəfindən çəkilmiş təsviri. Müəllif: Philipp Denghel

Tədqiqatçılar maye ilə doldurulmuş şüşə kapilyarı donduraraq yeni bir optik lif növü hazırlayıblar. Bu lif işıq və səs dalğalarını eyni vaxtda istiqamətləndirir və onlar arasında yüksək səmərəli əlaqəni təmin edir. Yüksək əlaqə gücü fotonik neyromorfik hesablama sxemlərinin və kvant siqnal emalı tətbiqlərinin enerji istehlakını bir neçə dəfə azaldır.

Vulkanlar püskürdükdə, maye lava axınlarının soyuduğunu və vulkanların dibində qaya formasiyalarına çevrildiyini müşahidə etmək olar. Eyni fiziki proses – soyuduqda mayenin bərk fazaya çevrilməsi – soyuq qışlarda göllər donmağa başlayanda da müşahidə edilə bilər. Bu fazalı dəyişikliklər həmişə materialın fiziki xüsusiyyətlərində, məsələn, səsin və işığın onun üzərindən necə keçdiyini tənzimləyən sıxlıq və ya sınma indeksində dəyişikliklərlə müşayiət olunur.

Bu fundamental fiziki proses, həmçinin şüşə preformlarının əriməsi zamanı optik lifi çəkərkən onların strukturunu boşaltmaq üçün də istifadə olunur. Daha sonra bu liflər işığı özəklərindən keçirir və bu da informasiyanın işıq vasitəsilə uzun məsafələrə çox tez ötürülməsinə imkan verir, buna görə də onlar telekommunikasiya tətbiqlərində geniş istifadə olunur.

Lif lazerləri, lif endoskopları və ya lif sensorları kimi daha ixtisaslaşmış tətbiqlər üçün digər növ optik liflər hazırlanmışdır. Məsələn, içi boş nüvəli liflər temperatur paylanmasını ölçmək və ya mikroskopik kimya laboratoriyaları kimi fəaliyyət göstərmək üçün müxtəlif qazlar və ya mayelərlə doldurula bilər.

Lif nüvəsinin dondurulması

Erlangendəki Maks Plank İşıq Elmləri İnstitutunun (MPL), Hannoverdəki Leybnits Universitetinin (LUH) və Yenadakı Leybnits Fotonik Texnologiyalar İnstitutunun (IPHT) tədqiqatçıları maye nüvəli optik lifləri (LiCOF) azotda -196°C (-321°F) temperaturda donduraraq yeni bir optik lif növü hazırlayıblar və bu da lif nüvəsinin mayedən bərk hala keçməsinə səbəb olub. Tədqiqat Optica jurnalında dərc olunub .

“Əsas məqam odur ki, LiCOF-un donmuş hissəsi işığı istiqamətləndirmək qabiliyyətini saxlayır. Bununla yanaşı, həm maye, həm də lifin donmuş hissələri hipersəs səs dalğalarını da istiqamətləndirir”, məqalənin üç aparıcı müəllifindən biri və layihəyə rəhbərlik edən Dr. Birgit Stillerin “Kvant Optoakustikası” tədqiqat qrupunun tədqiqatçısı Simon Seiderer deyir.

Tədqiqatçılar yeni liflərində işıq və səs arasında son dərəcə səmərəli əlaqədən istifadə edirlər ki, bu da Brillouin-Mandelstam səpələnməsi kimi tanınır. Bu təsir artıq ənənəvi optik liflərdə yaxşı məlumdur. Lakin, dondurulmuş LiCOF-a faza keçidi ilə tədqiqatçılar həddindən artıq, yüksək dərəcədə məhdud və sıx bir mühit yaradırlar.

Güclü işıq-səs qarşılıqlı təsirləri

Burada optoakustik birləşmə standart optik liflərdən 1000 dəfədən çox güclü olur. Tədqiqatçılar bu səmərəli birləşmədən istifadə edərək optoakustik yaddaş nümayiş etdirdilər. Liflərdə fotonik neyromorfik hesablama üçün bu fundamental tikinti bloku işıq və səs dalğaları arasındakı sürətlərdəki kəskin fərqlərdən istifadə etməklə işləyir. Məlumat sürətli işıq dalğasından daha yavaş səs dalğalarına ötürülür və daha sonra yenidən işığa çevrilir. Dondurulmuş LiCOF-da səmərəli optoakustik birləşmə fotonik hesablama arxitekturalarının enerji istehlakını kəskin şəkildə azaltmaq üçün yeni yollar açır.

Layihə, maye nüvəli optik liflər üzərində tədqiqatlara öncülük edən IPHT Jena şirkətindən Markus Şmidt və Mario Çemnitz ilə qurulmuş əməkdaşlıq sayəsində mümkün oldu. LiCOF nüvəsinin dondurulması kimi əlavə addımla daha yüksək qeyri-xəttiliklər mümkün oldu.

Stiller deyir ki, “Maye nüvəni dondurmaqla, idarə olunması asan olmaqla yanaşı, həddindən artıq qeyri-xəttilik təmin edən tamamilə yeni bir fiziki platforma yaratdıq. Yüksək səmərəli optoakustik yaddaşın nümayiş etdirilməsi fantastik ilk addım olsa da, bu işıq-səs əlaqəsi səviyyəsi yalnız neyromorfik hesablama üçün deyil, həm də kvant məlumatlarının emalı, mikrodalğalı fotonika və yüksək dəqiqlikli sensorlar üçün yeni imkanlar açır.”

Nəşr detalları

Simon Seiderer və digərləri, Donmuş CS ₂ kapilyarlarında Nəhəng Brillouin qazancı, Optica (2026). DOI: 10.1364/optica.600056

Jurnal məlumatı: Optica 

Əsas anlayışlar

Soyuq atomlar və maddə dalğalarıKriogenika və vakuum texnologiyasıFaza keçidləriOptik materiallar və elementlər

Maks Plank İşıq Elmi İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir