Φυσικοί του Loughborough University, σε συνεργασία με διεθνή ομάδα, απέδειξαν ότι ένα μικροτσιπ στο μέγεθος κόκκου ρυζιού μπορεί να παράγει φάσμα ακριβώς κατανεμημένων συχνοτήτων φωτός, οι οποίες στη συνέχεια μετατρέπονται σε ηλεκτρομαγνητικά σήματα υψηλής συχνότητας, γνωστά ως χιλιοστομετρικά κύματα.
Τα κύματα αυτά προσφέρουν πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης για μετάδοση δεδομένων, όμως η παραγωγή τους με την απαιτούμενη ακρίβεια και σταθερότητα παραμένει δύσκολη πρόκληση.
Τι είναι το microcomb
Ένας τρόπος παραγωγής χιλιοστομετρικών κυμάτων είναι μέσω ενός microcomb, ενός εξαιρετικά ακριβούς φάσματος συχνοτήτων φωτός, οργανωμένου σαν τα χρώματα ενός ουράνιου τόξου αλλά αόρατου στο ανθρώπινο μάτι. Προηγούμενες μελέτες είχαν καταφέρει να παράγουν μία μόνο ακριβή συχνότητα, όμως η ταυτόχρονη παραγωγή πολλών θα άνοιγε πολλαπλά κανάλια μετάδοσης δεδομένων.
Η ομάδα του Loughborough, σε δημοσίευση στο «Nature Communications», δημιούργησε σύστημα που παράγει σταθερό, υψηλής ποιότητας microcomb το οποίο μετατρέπεται ταυτόχρονα σε πολλαπλές, ακριβώς κατανεμημένες συχνότητες.
Ο συνδυασμός τσιπ και οπτικής ίνας
Το κλειδί βρίσκεται στον τρόπο σχεδιασμού του συστήματος, το οποίο συνδυάζει τον μικρορυθμιστή του τσιπ με έναν μεγαλύτερο βρόχο οπτικής ίνας, επιτρέποντας στο φως του λέιζερ να κυκλοφορεί συνεχώς μέσα από τα δύο.
Όπως εξηγεί ο δρ. Luke Peters, το αποτέλεσμα είναι ένα εξαιρετικά ακριβές και σταθερό «ουράνιο τόξο σε τσιπ», το οποίο παραμένει σταθερό ακόμη και όταν διαταράσσεται – οι ερευνητές το δοκίμασαν πηδώντας δίπλα στο σύστημα, χωρίς αυτό να επηρεαστεί.
Ακρίβεια για επικοινωνίες και χρονομέτρηση
Η ομάδα απέδειξε ότι μπορεί να ελέγχει το φάσμα, ενισχύοντας ή εξασθενώντας συγκεκριμένες συχνότητες, ενώ η ακρίβεια του microcomb μεταφέρεται πλήρως στα χιλιοστομετρικά κύματα. Αυτό το επίπεδο ακρίβειας είναι πολύτιμο και για την ακριβή χρονομέτρηση, βασικό στοιχείο των αναδυόμενων κβαντικών τεχνολογιών.
Οι ερευνητές εξετάζουν πλέον πώς η τεχνολογία θα μπορούσε να συμπυκνωθεί ώστε να χωρέσει σε δορυφόρους, καθώς και τη χρήση της σε εφαρμογές πλοήγησης και εντοπισμού θέσης, σε συνεργασία με το National Physical Laboratory.
