Gyriant Laser i Gwrdd â'r Naid: Genhedlaeth Nesaf O Ddyfeisiadau Magnetig i Reoli Golau!

Yn ddiweddar, fe wnaeth technoleg gwresogi laser newydd gan grŵp ymchwil Japaneaidd baratoi'r ffordd ar gyfer dyfeisiau cyfathrebu optegol uwch trwy integreiddio deunyddiau magnetig tryloyw i gylchedau optegol.
Cyhoeddwyd y datblygiad arloesol yn ddiweddar yn y cyfnodolyn Optical Materials. Mae'n hanfodol ar gyfer integreiddio deunyddiau magneto-optegol a chylchedau optegol, sydd wedi bod yn her fawr yn y maes ers amser maith. Mae'n addo datblygiadau mewn ynysyddion magneto-optegol cryno, laserau bach, arddangosfeydd cydraniad uchel a dyfeisiau optegol bach.
Gwresogi laser o ddeunyddiau magnetig tryloyw
Yn benodol, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Tohoku (Japan) a Phrifysgol Technoleg Toyohashi (Japan) wedi datblygu dull newydd ar gyfer gweithgynhyrchu deunyddiau magnetig tryloyw gan ddefnyddio gwresogi laser.
"Yr allwedd i'r cyflawniad hwn yw creu 'garnet haearn yttrium a amnewidiwyd yn lle cerium' (Ce:YIG), deunydd magnetig tryloyw, gan ddefnyddio techneg gwresogi laser arbenigol," meddai Taichi Kawasaki, athro cyswllt yn y Sefydliad Ymchwil Electroneg a Cyfathrebu (RIEC) ym Mhrifysgol Tohoku a chyd-awdur yr astudiaeth. Nododd Taichi Goto, cyd-awdur yr astudiaeth, "Mae'r dull hwn yn torri trwy'r dagfa hanfodol o integreiddio deunyddiau magneto-optegol â chylchedau optegol heb eu niweidio - problem sydd wedi rhwystro datblygiadau o ran miniatureiddio dyfeisiau cyfathrebu optegol."
Ynysyddion magneto-optegol mewn cyfathrebiadau optegol
Mae ynysyddion magneto-optegol yn hanfodol i sicrhau cyfathrebiadau optegol sefydlog. Maent yn gweithredu fel dargludydd ar gyfer signalau traffig, gan ganiatáu iddynt symud i un cyfeiriad ond nid y llall. Mae integreiddio'r ynysyddion hyn i gylchedau ffotonig sy'n seiliedig ar silicon yn heriol oherwydd y prosesau tymheredd uchel sydd dan sylw fel arfer.
Oherwydd yr anhawster hwn, canolbwyntiodd Taichi Goto a'i gydweithwyr eu sylw ar anelio laser - techneg sy'n defnyddio laser i wresogi rhannau penodol o ddefnydd yn ddetholus. Mae hyn yn galluogi rheolaeth fanwl gywir, gan effeithio ar yr ardal darged yn unig ac nid yr ardal gyfagos.
Mae ymchwil flaenorol wedi'i ddefnyddio i wresogi ffilmiau garnet haearn yttrium (Bi:YIG) a amnewidiwyd yn bismuth yn ddetholus a adneuwyd ar ddrychau deuelectrig. Roedd hyn yn caniatáu i Bi:YIG grisialu heb effeithio ar y drych deuelectrig.
Fodd bynnag, cododd problemau wrth ddefnyddio Ce:YIG (deunydd delfrydol ar gyfer dyfeisiau optegol oherwydd ei briodweddau magnetig ac optegol), oherwydd gallai dod i gysylltiad ag aer arwain at adweithiau cemegol digroeso.
Er mwyn osgoi hyn, dyfeisiodd yr ymchwilwyr ddyfais newydd sy'n gwresogi'r deunydd mewn gwactod, hynny yw, heb aer, gan ddefnyddio laser. Mae hyn yn caniatáu i ardaloedd bach (tua 60 micromedr) gael eu gwresogi'n fanwl gywir heb newid y deunydd amgylchynol.
Goblygiadau ar gyfer technoleg optegol
Ychwanegodd Goto, "Disgwylir i'r deunydd magnetig tryloyw a grëir gan y dull hwn symud ymlaen yn sylweddol ddatblygiad ynysyddion magneto-optegol cryno, sy'n hanfodol ar gyfer cyfathrebu optegol sefydlog. Yn ogystal, mae'n agor y ffordd ar gyfer gwneuthuriad laserau miniaturized pwerus, uchel. - arddangosfeydd cydraniad a dyfeisiau optegol bach."