Lena Jauernig, Ştutqart Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İnteraktiv şəkildə ünvanlana bilən üzvi metacihazın sxematik təsviri. Mənbə: Ştutqart Universiteti

Metasəthlər, işığı ənənəvi optika üçün çətin olan yollarla idarə edə bilən nanosürətli strukturlar massivləri ilə hazırlanmış ultra nazik optik komponentlərdir. Adətən forma və qalınlığından asılı olan ənənəvi optik komponentlərdən fərqli olaraq, metasəthlər düz bir səthdə naxışlanmış diqqətlə hazırlanmış nanostrukturlardan istifadə edərək işığı idarə edir.

Ştutqart Universitetinin 2-ci Fizika İnstitutunun direktoru, professor Laura Na Liu deyir: “Aktiv metasəthlər optik funksiyaların dinamik şəkildə yenidən konfiqurasiya edilməsinə imkan verərək düz optikanın imkanlarını genişləndirir. Bu potensialdan istifadə etmək üçün görünən dalğa uzunluqlarında ikiölçülü metasəth daxilində fərdi piksellərə necə müraciət etməyi öyrənməliyik.”

Ştutqart Universitetinin tədqiqatçıları işığı dinamik şəkildə idarə etmək üçün elektriklə dəyişdirilə bilən üzvi materiallardan istifadə edən interaktiv şəkildə ünvanlana bilən üzvi metacihaz hazırlayıblar. Yeni platforma hər bir metasəth pikselinin elektron şəkildə müstəqil şəkildə idarə olunmasına imkan verir və istifadəçi əmrlərinin birbaşa dinamik holoqrafik təsvirlərə çevrilməsinə imkan verir.

Bu iş aktiv metasəthləri proqramlaşdırıla bilən optik texnologiyalara doğru irəlilədir. O, Nature Communications jurnalında dərc edilib .

Statik funksionallıqdan proqramlaşdırıla bilən metasəthlərə qədər

Son on ildə metasəthlər nanosürətli strukturlar massivlərindən istifadə edərək işığın dəqiq idarə olunmasını təmin etməklə düz optikləri dəyişdirmişdir. Çoxsaylı yanaşmalar aktiv optik tənzimləməni tətbiq etsə də, əksər metasəth cihazları hələ də yalnız məhdud müstəqil piksel nəzarəti ilə əvvəlcədən təyin edilmiş optik funksiyaları yerinə yetirir.

Ştutqart tədqiqatçılarının məqsədi həqiqətən proqramlaşdırıla bilən bir metasəth yaratmaq idi. Buna nail olmaq üçün onlar plazmonik qızıl nanoantenaları ultra nazik elektrokimyəvi cəhətdən aktiv keçirici polimerlərlə birləşdirdilər.

Planar elektron fan-out arxitekturası ilə birləşdirildikdə, hər bir metasəth pikseli, əhəmiyyətsiz elektrik çarpazlığını qoruyarkən, millisaniyəlik cavab müddəti olan subvoltlu elektrik siqnallarından istifadə edərək müstəqil şəkildə dəyişdirilə bilər. Nəticədə yaranan platforma, optik funksionallığın fərdi piksel səviyyəsində elektron idarəetmə vasitəsilə dinamik şəkildə yenilənməsinə imkan verir.

Liu deyir ki, “Müstəqil ünvanlanma hər bir proqramlaşdırıla bilən texnologiyanın təməlidir. Gələcək metasəthlər eyni prinsipə əməl edəcək. Hər bir optik pikselə öz elektron ünvanını verməklə, metasəthləri əvvəlcədən təyin edilmiş optik komponentlərdən real vaxt rejimində funksionallığını uyğunlaşdıra bilən proqramlaşdırıla bilən fotonik platformalara çeviririk.”

İstifadəçilər və işıq arasındakı döngənin bağlanması

Platformanın imkanlarını nümayiş etdirmək üçün tədqiqatçılar metacihazı tam elektron idarəetmə sisteminə inteqrasiya etdilər.

Kompüter klaviaturası vasitəsilə daxil edilən əmrlər dərhal holoqrafik proyeksiyalı hərflərə və rəqəmlərə çevrildi. İkinci nümayişdə əl oyun pultu istifadəçilərə Snake və Tetrisdən ilhamlanan blok atma oyunu da daxil olmaqla klassik oyunların holoqrafik versiyalarını oynamağa imkan verdi.

Əvvəlcədən müəyyən edilmiş optik naxışları göstərmək əvəzinə, holoqrafik səhnə istifadəçi hərəkətlərinə cavab olaraq davamlı olaraq inkişaf edərək istifadəçilər, elektronika və işıq arasında birbaşa qarşılıqlı əlaqə halqası yaratdı.

Tədqiqatın ilk müəllifi Dr. Xiangyu Huang izah edir ki, “Hər bir piksel qonşularından elektrik cəhətdən təcrid olunmuş vəziyyətdə qalarkən sürətlə dəyişməli idi. Holografik təsvirlərin istifadəçi girişinə dərhal cavab verdiyini görmək həyəcanverici bir an idi, çünki bu, fərdi şəkildə ünvanlana bilən metasəthlərin həqiqətən interaktiv optik cihazlara çevrilə biləcəyini nümayiş etdirdi.”

Proqramlaşdırıla bilən aktiv metasəthlərə doğru

İstehsal zamanı funksionallığı əsasən müəyyən edilən ənənəvi optik komponentlərdən fərqli olaraq, eyni metacihaz sadəcə elektron idarəetmə siqnallarını dəyişdirməklə müxtəlif optik tapşırıqları yerinə yetirə bilər. Bu proqramlaşdırıla bilən əməliyyat tək bir optik platformanın fiziki strukturunu dəyişdirmədən birdən çox dinamik funksiyanı dəstəkləməsinə imkan verir.

Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, bu konsepsiya tədqiqatda təqdim olunan holoqrafik nümayişlərdən daha da genişlənir. Daha böyük piksel massivləri, təkmilləşdirilmiş keçirici polimerlər və daha mürəkkəb elektron idarəetmə sistemləri mövcud olduqda, müstəqil şəkildə ünvanlana bilən metasəthlər görüntüləmə, rabitə, sensor və geyilə bilən fotonika üçün getdikcə daha güclü adaptiv optik texnologiyalara imkan yarada bilər.

Liu deyir ki, “Bu iş proqramlaşdırıla bilən aktiv metasəthlərə doğru mühüm bir addımdır. Müstəqil şəkildə ünvanlana bilən optik piksellər getdikcə miqyaslana bildikcə, nanofotonika, elektronika və ağıllı idarəetmə interfeysində dinamik optik texnologiyalar üçün tamamilə yeni imkanlar gözləyirik.”

Nəşr detalları

Xiangyu Huang və digərləri, İnteraktiv şəkildə ünvanlana bilən üzvi metacihazlar, Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75757-4

Jurnal məlumatları: Nature Communications 

Əsas anlayışlar

Neyromorfik süni intellekt avadanlığıYarımkeçirici cihaz istehsalıAğıllı sensor metamaterialları6G rabitə avadanlığıDartıla bilən bioelektronikaŞtutqart Universiteti tərəfindən təmin edilir