Máy hiện sóng quang học đầu tiên trên thế giới – Đổi mới thay đổi trò chơi cho công nghệ truyền thông

Sự đổi mới có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi đối với các công nghệ truyền thông, chẳng hạn như điện thoại và kết nối internet.

Một nhóm từ UCF đã phát triển máy hiện sóng quang học đầu tiên trên thế giới, một dụng cụ có thể đo điện trường của ánh sáng. Thiết bị chuyển đổi dao động ánh sáng thành tín hiệu điện, giống như màn hình bệnh viện chuyển nhịp tim của bệnh nhân thành dao động điện.

Cho đến nay, việc đọc điện trường của ánh sáng là một thách thức vì tốc độ cao của sóng ánh sáng dao động. Các kỹ thuật tiên tiến nhất, cung cấp năng lượng cho điện thoại và liên lạc internet của chúng ta, hiện có thể đồng hồ điện trường ở tần số lên đến gigahertz – bao gồm tần số vô tuyến và vùng vi ba của phổ điện từ. Sóng ánh sáng dao động với tốc độ cao hơn nhiều, cho phép mật độ thông tin được truyền đi. Tuy nhiên, các công cụ hiện tại để đo trường ánh sáng chỉ có thể phân giải tín hiệu trung bình liên quan đến ‘xung’ ánh sáng, chứ không phải các đỉnh và thung lũng trong xung. Việc đo các đỉnh và thung lũng đó trong một xung đơn là rất quan trọng bởi vì chính trong không gian đó mà thông tin có thể được đóng gói và phân phối.

Phó Giáo sư Vật lý Michael Chini, người làm việc trong nghiên cứu tại UCF, cho biết: “Truyền thông bằng sợi quang đã tận dụng ánh sáng để làm cho mọi thứ nhanh hơn, nhưng chúng ta vẫn bị giới hạn về mặt chức năng bởi tốc độ của máy hiện sóng. “Máy hiện sóng quang học của chúng tôi có thể tăng tốc độ đó lên khoảng 10.000.”

Phát hiện của nhóm nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Photonics tuần này.

Nhóm đã phát triển thiết bị và chứng minh khả năng đo thời gian thực của điện trường của các xung laser riêng lẻ trong phòng thí nghiệm của Chini tại UCF. Bước tiếp theo của nhóm là xem họ có thể đẩy giới hạn tốc độ của kỹ thuật đi bao xa.

Tham khảo: “Phép đo một lần các dạng sóng quang học vài chu kỳ trên chip” của Yangyang Liu, John E. Beetar, Jonathan Nesper, Shima Gholam-Mirzaei và Michael Chini, ngày 13 tháng 12 năm 2021, Nature Photonics .
DOI: 10.1038 / s41566-021-00924-6

Tác giả chính của bài báo là học giả sau tiến sĩ của UCF, Yangyang Liu. Các tác giả khác bao gồm alums vật lý Jonathan Nesper ’19 ’21MS, người đã lấy bằng cử nhân toán và thạc sĩ vật lý; Shima Gholam-Mirzaei ’18MS’ 20PhD; và John E. Beetar ’15 ’17MS’ 20PhD.

Gholam-Mirzaei hiện là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Khoa học Attosecond tại Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada và Đại học Ottawa và Beetar đang hoàn thành bài đăng sau tiến sĩ tại Đại học California ở Berkeley.

Chini có ý tưởng về sơ đồ đo dạng sóng một lần chụp và giám sát nhóm nghiên cứu. Liu dẫn đầu nỗ lực thử nghiệm và thực hiện hầu hết các phép đo và mô phỏng. Beetar đã hỗ trợ các phép đo sự phụ thuộc pha đường bao của sóng mang. Nesper và Gholam-Mirzaei đã hỗ trợ xây dựng thiết lập thử nghiệm và thu thập dữ liệu. Tất cả các tác giả đã đóng góp vào việc phân tích dữ liệu và viết bài báo trên tạp chí.

Theo Scitechdaily