Vísindamenn við Nanyang Technological University (NTU) í Singapore hafa náð miklu byltingum í ljósmyndum með því að þróa orku - skilvirkt UltraCompact leysir sem lofar að umbreyta næst - kynslóð þráðlausra samskipta og samþættra ljósmyndakerfa. Minni en sandkorn, þessi leysir tekur á viðvarandi áskorun í litlu leysirhönnun: ljós tap.
Þegar leysir skreppa saman hefur orka tilhneigingu til að flýja frá holrýminu og ófullkomleika í ljóseindakristalbyggingunni versna dreifingu, draga úr skilvirkni og takmarka hagnýtan notkun. Þessi nýsköpun býður upp á lausn með því að lágmarka þetta tap en viðhalda nægilegri léttri losun til notkunar í alvöru - World Technologies, sem mögulega gerir kleift að gera fjölbreytt úrval af forritum sem áður voru óframkvæmanlegar.
Rannsóknarteymið NTU, undir forystu prófessors Wang Qijie og Dr. Cui Jieyuan, nálguðust þessa áskorun með því að endurmynda hönnun leysirholsins. Lausn þeirra sameinar tvö háþróuð hugtök í Photonics: Flat Bands og Multi - bundið ríki í samfellunni (BIC).
Flat hljómsveitir eru orkusveitir þar sem ljósbylgjur upplifa nálægt - núllhraða og takmarka orku innan lárétta plans hola. Þessi aðferð tryggir að ljós dreifist ekki stjórnlaust yfir uppbygginguna og hjálpar til við að viðhalda styrkleika og fókus.
Multi - BICS, aftur á móti, draga úr ljósi tapi í lóðrétta átt og skapa í raun þriggja - víddarsamruna sem gerir leysinum kleift að gefa frá sér nægilegt ljós án þess að sóa orku.
Með því að samþætta þessi tvö hugtök hafa vísindamennirnir þróað leysirhol sem lágmarkar orku leka í allar áttir og merkt umtalsverða framför miðað við hefðbundna litlu leysir hönnun og setur nýjan staðal fyrir samningur ljósritunarbúnaðar.
Líkamleg uppbygging leysisins er alveg eins nýstárleg og hugmyndagrunnurinn. NTU teymið bjó til reglubundið fyrirkomulag Daisy - laga loftholur innan hálfleiðara ljóseindakristals, sem er samlokað á milli tveggja laga af gulli.
Þessi uppsetning virkar sem mjög árangursrík gildra fyrir ljós, draga úr dreifingu og leka. Nákvæm hönnun loftgatsforma og grindarfyrirkomulags er lykilatriði í mikilli skilvirkni leysisins og tryggir að orka sé einbeitt þar sem þess er þörf og tapi lágmarkað.
Þessi nákvæmu verkfræði táknar hámarki fræðilegrar líkanagerðar, efnisvísinda og nanofabrication tækni, sem sýnir fram á hvernig þverfaglegt samstarf getur skilað byltingum í háþróaðri tækni. Vísindamenn telja að þessar aðferðir geti einnig hvatt til framtíðarþróunar í litlum sjónrásum og ljósnemum.
Einn af efnilegustu þáttum þessa öfgafulls leysir er rekstrarsvið þess. Með því að starfa á Terahertz svæðinu, milli 30 míkrómetra og 3 mm, er það í takt við tíðnisrófið sem búist er við fyrir 6G samskiptakerfi. Samningur stærð þess og lítil orkunotkun gerir það að kjörnum frambjóðanda til að samþætta í næsta - kynslóð þráðlausra neta, áþreifanleg tæki, sjón tölvuvettvang og önnur ný tækni sem krefst lítilla, skilvirkra ljósgjafa.
Ennfremur er hönnunin fjölhæf; Með því að aðlaga stærð loftholanna og grindarstöðuna er hægt að laga leysirinn til að gefa frá sér ljós í öðrum bylgjulengdum, þar á meðal nálægt - innrauða og sýnilegu ljósi.
Þessi sveigjanleiki opnar nýja möguleika fyrir rannsóknir og þróun í samþættum ljósmyndum og gæti leitt til nýs flokks sérhannaðar, hás - frammistöðu leysir, sem gerir þá hentugan fyrir læknisfræðilegar myndgreiningar, umhverfisskynjun og iðnaðarforrit.
Þessi þróun birtist í Nature Photonics fyrr á þessu ári og táknar meiriháttar áfanga í leitinni að orku - duglegur, lítill ljósgjafa. Eftir því sem eftirspurn vex fyrir hraðari, áreiðanlegri þráðlaus samskipti og flóknari sjóntækni, gætu lausnir eins og NTU UltraCompact leysir orðið grundvallarþættir stafrænu innviða.
Með því að takast á við grundvallarútgáfu ljóss taps í litlu leysiskerfum hafa vísindamenn NTU rutt brautina fyrir hagnýt, stigstærð og hátt - Performance Photonic tæki sem geta endurskilgreint getu næsta - kynslóðar samskipta og tölvutækni.
