Gall dyfais mor fach nes ei bod bron yn anweledig i'r llygad noeth ddod yn allweddol i sglodion synhwyro optegol yn y dyfodol. Mae tîm ymchwil ym Mhrifysgol Colorado Boulder wedi datblygu microresonator optegol "trac rasio" perfformiad uchel a all leihau colled golau yn sylweddol, gan agor y drws i gymwysiadau megis canfod cemegol, offer llywio a hyd yn oed mesur cwantwm. Cyhoeddwyd y papur perthnasol yn y rhifyn newydd o Lythyrau Ffiseg Gymhwysol.
Canlyniad yr ymchwil hwn yw creu microresonator tonfedd optegol ar sglodyn. Dim ond 1/10 o wallt dynol yw trwch y microresonator. Gellir deall y microresonator fel microdevice sy'n "dal golau." Mae golau yn cylchredeg yn barhaus o'i fewn, gan gronni dwyster yn raddol. Pan fydd y golau yn ddigon cryf, gall gwyddonwyr ei ddefnyddio i gyflawni amrywiol weithrediadau optegol arbennig. Bright, awdwr cyntaf y papur
Yn ôl Lu, eu nod yw galluogi'r ddyfais hon i weithredu'n effeithlon ar bwerau optegol is.
Canolbwyntiodd y tîm ar atseinyddion "trac rasio", dyfais a enwyd am ei siâp hirgul sy'n debyg i drac rasio. Mabwysiadwyd yn benodol ddyluniad cromlin llyfn o'r enw "cromlin Eulerian", a welir yn gyffredin ar ffyrdd a rheilffyrdd, oherwydd ni all ceir droi'n sydyn ar ongl sgwâr wrth deithio ar gyflymder uchel, ac mae'r un peth yn wir am luosi golau. Os yw'n plygu'n rhy sydyn, bydd yn "llithro".
Mae defnyddio troadau llyfn o'r fath yn lleihau colledion optegol yn sylweddol, gan ganiatáu i ffotonau aros y tu mewn i'r cyseinydd yn hirach, a thrwy hynny wella rhyngweithiadau. Os oes gormod o golled golau, ni all y resonator gronni digon o olau a bydd ei berfformiad yn cael ei leihau'n fawr.
Cafodd y microresonators eu gwneud gan ddefnyddio lithograffeg pelydr electron mewn ystafell lân. Yn wahanol i ffotolithograffeg draddodiadol, sy'n cael ei gyfyngu gan donfedd golau, gall y dechnoleg hon gyflawni trachywiredd is-nanomedr ac mae'n addas ar gyfer prosesu strwythurau optegol ar raddfa micro. Oherwydd maint bach iawn y ddyfais, gall hyd yn oed llwch bach neu ddiffygion effeithio ar ymlediad golau, felly mae amgylchedd glân yn hanfodol.
Mae dewis deunydd yr un mor hanfodol. Defnyddiodd y tîm fath o ddeunydd gwydr lled-ddargludyddion chalcogenide. Mae gan y math hwn o ddeunydd dryloywder uchel a phriodweddau aflinol cryf, sy'n ei gwneud yn addas iawn ar gyfer dyfeisiau ffotonig. Fodd bynnag, maent yn anodd eu prosesu, sy'n gofyn am gydbwysedd rhwng perfformiad ac anhawster gweithgynhyrchu. Drwy leihau colledion plygu, llwyddodd y tîm i greu dyfeisiau colled isel iawn gyda pherfformiad sy'n debyg i lwyfannau deunyddiau uwch cyfredol.
Dywedodd y tîm ymchwil y disgwylir i'r microresonator hwn yn y dyfodol ddod yn elfen allweddol mewn systemau ffotonig a gellir ei ddefnyddio mewn microlasers, synwyryddion biocemegol, a dyfeisiau rhwydwaith cwantwm. Y nod yn y pen draw yw datblygu'r dechnoleg hon yn sglodion optegol y gellir eu cynhyrchu ar raddfa fawr.
