خلال عاصفةٍ رعدية، فإننا نعلم أنه من الطبيعي أن نشاهد ضوء البرق قبل سماعنا لصوت الرعد، وذلك على اعتبار أن الصوت ينتقل بسرعةٍ أقل من سرعة انتقال الضوء في نفس الوسط.
الآن، وفي بحثٍ جديد ضمن جامعة مينيسوتا، تمكن فريقٌ بحثي من المهندسين من تطوير شريحةٍ حاسوبية جديدة، يتم فيها توليد وضبط الأمواج الصوتية والأمواج الضوئية سويةً، بطريقةٍ تمكن الأمواج الصوتية من التحكم وبكفاءةٍ عالية بالضوء. هذه المنصة الجديدة قد تدعم وتطور أنظمة الاتصالات اللاسلكية المعتمدة على الألياف الضوئية Optical Fibers، وقد يتم استخدامها بشكلٍ فعال في الأنظمة الحاسوبية المعتمدة على الفيزياء الكمومية. تم نشر نتائج البحث الجديد في مجلة Nature Communication.
تم صناعة الشريحة الجديدة من طبقةٍ سليكونية مغطاة بطبقة من نتريد الألمنيوم، والتي تسمح بتوصيل الشحنات الكهربائية. عند تطبيق إشارة كهربائية متناوبة على المادة، فإن ذلك سيسبب تشويه المادة بشكلٍ دوري ومن ثم توليد أمواج صوتية تنتشر وتنمو على سطح المادة، وذلك بشكلٍ مشابه لنمو موجات الهزات الأرضية التي تنمو باتجاه مركز الهزة وحتى السطح. تم استخدام هذه التقنية سابقاً على نطاقٍ واسع في مجال الهواتف الخلوية وغيرها من أجهزة الاتصال اللاسلكي، وذلك كمرشح للأمواج الميكروية.
يقول مو لي، الباحث الرئيسي والبروفيسور المساعد في جامعة مينيسوتا :” يتمحور إنجازنا على مكاملة الدارات البصرية ضمن طبقةٍ واحدة مع الأجهزة الصوتية، وذلك بهدف تحقيق تفاعل قوي بين الأمواج الصوتية والضوئية.
قام الباحثون باستخدام تقنية التصنيع النانوي من أجل تشكيل مصفوفاتٍ من الإلكترودات التي تتمتع بعمقٍ يبلغ 100 نانومتر، وذلك من أجل حث عملية تشكيل الأمواج الصوتية عند قيمٍ مرتفعة للترددات والتي تفوق 10 غيغا هرتز، وهي قيم الاتصالات المستخدمة في مجال اتصالات الأقمار الصناعية. ويشير سيمير تاديسي، وهو المؤلف الأساسي للورقة البحثية، بأن الأمر المميز المتعلق بالإنجاز الجديد يتعلق بكونهم قد تمكنوا من توليد أمواج صوتية ذات أطوال موجية أقصر من الأطوال الموجية الخاصة بالضوء المتولد ضمن نفس الوسط، وهو الأمر الذي تم تحقيقه لأول مرة ضمن شريحة واحدة. الميزة الأساسية لهذا الأمر، هو إمكانية تحقيق سرعات عالية جداً من التعديل.
0 التعليقات
