Düyü dənəsi böyüklüyündə bir mikroçip, yüksək dərəcədə mütəşəkkil bir işıq “göy qurşağı” yarada bilər ki, bu da nəticədə daha sürətli, daha yüksək tutumlu 6G rabitəsini və kvant texnologiyaları üçün son dərəcə dəqiq vaxtı dəstəkləyə bilər.

Loughborough Universitetinin fizikləri beynəlxalq tədqiqat qrupu ilə birlikdə bir sıra dəqiq aralıqlı işıq tezlikləri yaradan bir sistem nümayiş etdirdilər. Bu optik tezliklər daha sonra millimetr dalğaları kimi tanınan çoxsaylı yüksək tezlikli elektromaqnit siqnallarına çevrilə bilər.

Millimetr dalğaları gələcək rabitə üçün getdikcə artan marağı cəlb edir, çünki onlar şəbəkələrə məlumat ötürmək üçün daha çox yer verərək xeyli çox bant genişliyi təmin edə bilirlər. Lakin əsas maneə bu siqnalların qabaqcıl tətbiqlər üçün tələb olunan dəqiqlik və sabitliklə istehsal olunmasıdır.

“Dünya getdikcə daha çox məlumat aclığına çevrilir. Biz daha sürətli və daha yüksək qətnamə ilə daha çox məlumat göndərmək və almaq istəyirik və millimetr dalğaları bunu etmək üçün imkan yarada bilər”, – deyə Lafboro Universitetinin Təkmil Fotonika Tədqiqat Mərkəzindən Dr. Luk Peters bildirib.

“Onlar nəticə etibarilə daha sürətli və daha yüksək tutumlu 6G şəbəkələrinə töhfə verə bilərlər, lakin potensial rabitədən daha da irəli gedir. Bu tezliklər həmçinin radar sistemlərində, eləcə də spektroskopiyada və astronomik cihazlarda istifadə edilə bilər ki, bu da alimlərə materialları öyrənməyə və kainatın son dərəcə dəqiq ölçmələrini aparmağa kömək edə bilər.”

“Bu tətbiqlər hələ bir qədər irəlidədir və texnologiyanın real sistemlərdə istifadəsinə qədər aradan qaldırılmalı olan çətinliklər var – lakin son işimiz böyük bir çətinliyi həll etdi.”

Mikrokombalar Birdən Çox 6G Kanalı Yarada Bilər

Millimetr dalğaları yaratmaq üçün bir üsul mikrodaraq adlanan cihazdan istifadə etməkdir. Mikrodaraq, göy qurşağındakı rənglərə bənzər şəkildə düzülmüş son dərəcə dəqiq işıq tezlikləri dəsti yaradır, baxmayaraq ki, işığın özü insan gözü üçün görünmür. Daha sonra ixtisaslaşmış bir anten bu optik tezlikləri millimetr dalğalarına çevirə bilər.

Əvvəlki tədqiqatlar mikrodalğaların tək dəqiq millimetr dalğa tezliyi yarada biləcəyini göstərdi. Eyni anda bir çox tezlik yaratmaq daha faydalı ola bilər, çünki hər biri potensial olaraq eyni anda məlumat ötürmək üçün ayrı bir kanal kimi xidmət edə bilər. Lakin buna nail olmaq üçün müstəsna sabitliyə və siqnal keyfiyyətinə malik mikrodalğa tələb olunur.

Lafboro rəhbərliyindəki tədqiqatçılar Nature Communications jurnalında dərc olunmuş yeni bir məqalədə məhz bunu edə bilən bir sistemin olduğunu bildirirlər. Onların yanaşması eyni anda bir neçə dəqiq aralıqlı millimetr dalğa tezliklərinə çevrilə bilən sabit, yüksək keyfiyyətli bir mikrokomb yaradır.

Fərq mikrodalğanın necə istehsal olunduğundadır. Ənənəvi sistemlər adətən lazer işığını işığı tutan və dövran etməsinə imkan verən mikroçip üzərində qurulmuş kiçik bir quruluş olan mikrorezonatora yönəldir.

Bunun əvəzinə, Lafboro sistemi çip əsaslı mikrorezonatoru daha böyük bir optik lif halqasına birləşdirir. Lazer işığı sistemin hər iki hissəsindən davamlı olaraq keçir və istənilən optik vəziyyətlərin əmələ gəlməsinə və sabit qalmasına kömək edir.

“Biz, əslində, inanılmaz dərəcədə dəqiq və sabit bir “çip üzərində göy qurşağı” yaratdıq. Bu dövrə işığı çipdən geri qaytarmağa davam edir və bu vəziyyətlərin səmərəli şəkildə formalaşmasına, öz-özünə başlamasına və sistem pozulduqda belə sabit qalmasına imkan verir”, – deyə Dr. Peters bildirib.

“Həm də olduqca möhkəmdir. Hətta sistemin yanında insanların yuxarı-aşağı tullandığını gördük və mikrodalğa sabit qalır.”

Sabit və İdarə Olunan İşıq Göyqurşağı

Tədqiqatçılar həmçinin göstərdilər ki, fərdi tezliklərin gücünü artırmaq və ya azaltmaqla mikrodamağın “göy qurşağını” manipulyasiya edə bilirlər. Əhəmiyyətli olan odur ki, işıq millimetr dalğa siqnallarına çevrildikdən sonra optik mikrodamağın dəqiqliyi və sabitliyi qorunub saxlanılıb.

Bu idarəetmə gələcək sistemlərə tətbiqdən asılı olaraq fərqli tezlik kombinasiyaları yaratmağa imkan verə bilər.

Doktor Peters bildirib ki, “Fərdi tezlikləri daha güclü və ya zəif edə bilmək, istehsal etdiyimiz siqnallar üzərində daha çox nəzarət imkanı verir, çünki fərqli tətbiqlər fərqli tezlik kombinasiyalarına ehtiyac duyacaq”.

“Eyni dərəcədə vacib olan odur ki, mikrodalğanın dəqiqliyinin millimetr dalğalarına qədər çatdığını göstərdik. Bu, bizə dəqiqlik və sabitliyin vacib olduğu tətbiqlər üçün lazım olan tam bir sıra yüksək dərəcədə idarə olunan siqnallar verir.”

“Eyni dəqiqlik səviyyəsi zamanlama üçün dəyərlidir. Dəqiqlik zamanlama, həddindən artıq dəqiqliyin tələb olunduğu inkişaf etməkdə olan kvant texnologiyalarının əsasını təşkil edir.”

Texnologiyanın Laboratoriyadan Kənarda Kiçildilməsi

Komanda hazırda mikrodalğalı sistemin nəticədə laboratoriya təcrübəsindən praktik texnologiyaya necə keçə biləcəyini araşdırır.

Mərkəzi mikroçip yalnız bir düyü dənəsinin ölçüsündə olsa da, hazırda bütün sistem masaüstü laboratoriya qurğusunda yerləşir. Tədqiqatçılar gələcək versiyaların xeyli kiçik və daha enerjiyə qənaətli, potensial olaraq ayaqqabı qutusuna sığacaq qədər kompakt ola biləcəyinə inanırlar.

Komandanın xüsusilə maraqlandığı ehtimallardan biri, ölçüsünün, çəkisinin və enerji istehlakının minimuma endirilməsinin xüsusilə vacib olduğu peyklərdə texnologiyadan istifadədir.

Kvant Texnologiyaları üçün Dəqiq Zamanlama

Tədqiqatçılar həmçinin mikrokomb sisteminin son dəqiqliyini müəyyən etmək üzərində işləyirlər. Onlar onu dəqiq saatlarla müqayisə edir və Milli Fiziki Laboratoriya ilə əməkdaşlıq yolu ilə və Milli Fiziki Laboratoriya və Böyük Britaniyanın Kvant Təminatlı Mövqe, Naviqasiya və Zamanlama Mərkəzinin (QEPNT) iştirak etdiyi daha geniş səylərin bir hissəsi olaraq zamanlama, naviqasiya və mövqedə mümkün istifadələri araşdırırlar.

Mikrodalğaların stabillik ölçmələrinə rəhbərlik edən Dr. Antonio Cutrona bildirib ki, “Xüsusilə də son dərəcə dəqiq vaxtlamaya əsaslanan texnologiyalar üçün bu mikrodalğaların dəqiqliyini və stabilliyini nə qədər artıra biləcəyimizi görməkdən həqiqətən həyəcan duyuruq”.

“Ümid edirik ki, bu tədqiqat və sistemimiz atom saatlarının fövqəladə dəqiqliyini zamanlama, naviqasiya və mövqe üçün daha kompakt texnologiyalara gətirməyin yeni yollarını açacaq və Milli Fiziki Laboratoriya və Böyük Britaniyanın Kvant Təminatlı Mövqe, Naviqasiya və Zamanlama Mərkəzi ilə daha geniş əməkdaşlığımız vasitəsilə bu imkanları araşdırmaq xüsusilə həyəcanvericidir.”

Tədqiqat, Loughborough Universitetinin Təcili Fotonika Tədqiqat Mərkəzi, Sussex Universiteti, Honq Konq Şəhər Universiteti, QXP Technologies, INRS-EMT və Swinburne Texnologiya Universiteti və ARC-COMBS şirkətlərinin təcrübələrini bir araya gətirir.