سنگاپور میں نانیانگ ٹیکنولوجیکل یونیورسٹی (این ٹی یو) کے سائنسدانوں نے توانائی - موثر الٹرکمپیکٹ لیزر تیار کرکے فوٹوونکس میں ایک اہم پیشرفت حاصل کی ہے جو اگلے - جنریشن وائرلیس مواصلات اور انٹیگریٹڈ فوٹوونک سسٹم کو تبدیل کرنے کا وعدہ کرتی ہے۔ ریت کے دانے سے چھوٹا ، یہ لیزر چھوٹے لیزر ڈیزائن میں مستقل چیلنج سے نمٹتا ہے: روشنی کا نقصان۔
جیسے جیسے لیزرز سکڑ جاتے ہیں ، توانائی فوٹوونک کرسٹل ڈھانچے میں گہا اور خامیوں سے بچ جاتی ہے ، کارکردگی کو کم کرنے اور عملی ایپلی کیشنز کو محدود کرنے سے بڑھ جاتی ہے۔ یہ جدت ان نقصانات کو کم سے کم کرکے ایک حل پیش کرتی ہے جبکہ حقیقی - ورلڈ ٹکنالوجیوں میں استعمال کے ل sufficient لائٹ اخراج کو برقرار رکھتے ہوئے ، ممکنہ طور پر ایک وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کو قابل بناتا ہے جو پہلے ناقابل عمل تھے۔
پروفیسر وانگ کیجی اور ڈاکٹر کوئی جیوآن کی سربراہی میں این ٹی یو ریسرچ ٹیم نے لیزر گہا کے ڈیزائن کا دوبارہ تصور کرکے اس چیلنج سے رجوع کیا۔ ان کا حل فوٹوونکس میں دو جدید تصورات کو یکجا کرتا ہے: فلیٹ بینڈ اور ملٹی - پابند ریاستوں کو تسلسل (بی آئی سی) میں۔
فلیٹ بینڈ انرجی بینڈ ہیں جن میں روشنی کی لہریں - صفر گروپ کی رفتار کے قریب تجربہ کرتی ہیں ، گہا کے افقی طیارے میں توانائی کو محدود کرتی ہیں۔ یہ نقطہ نظر اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ روشنی پورے ڈھانچے میں بے قابو نہیں ہوتی ہے ، جس سے شدت اور توجہ کو برقرار رکھنے میں مدد ملتی ہے۔
دوسری طرف ملٹی - bics بِکس ، عمودی سمت میں روشنی کے نقصان کو کم کرتے ہیں ، مؤثر طریقے سے تین - جہتی قید پیدا کرتے ہیں جو لیزر کو توانائی کو ضائع کیے بغیر کافی روشنی خارج کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
ان دو تصورات کو مربوط کرکے ، محققین نے ایک لیزر گہا تیار کیا ہے جو تمام سمتوں میں توانائی کے رساو کو کم کرتا ہے ، جس سے روایتی چھوٹے لیزر ڈیزائنوں کے مقابلے میں نمایاں بہتری آتی ہے اور کمپیکٹ فوٹوونک آلات کے لئے ایک نیا معیار طے ہوتا ہے۔
لیزر کا جسمانی ڈھانچہ اس کی نظریاتی بنیاد کی طرح جدید ہے۔ این ٹی یو ٹیم نے سیمیکمڈکٹر فوٹوونک کرسٹل کے اندر گل داؤدی - سائز کے ایئر ہول کا وقتا فوقتا انتظام تشکیل دیا ، جو سونے کی دو پرتوں کے درمیان سینڈویچ ہے۔
یہ ترتیب روشنی کے ل a ایک انتہائی موثر جال کے طور پر کام کرتی ہے ، جس سے بکھرنے اور رساو کو کم کیا جاتا ہے۔ ایئر ہول کی شکلوں اور جعلی انتظامات کا محتاط ڈیزائن لیزر کی اعلی کارکردگی کا مرکز ہے ، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ جہاں اس کی ضرورت ہو وہاں توانائی کو مرکوز کیا جائے اور نقصانات کو کم سے کم کیا جائے۔
یہ عین مطابق انجینئرنگ نظریاتی ماڈلنگ ، مادی سائنس اور نانو فابیکیشن تکنیکوں کے خاتمے کی نمائندگی کرتی ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کس طرح بین الضابطہ تعاون سے جدید ٹیکنالوجیز میں کامیابی حاصل ہوسکتی ہے۔ محققین کا خیال ہے کہ یہ تکنیک منیٹورائزڈ آپٹیکل سرکٹس اور فوٹوونک سینسروں میں مستقبل کی پیشرفت کو بھی متاثر کرسکتی ہیں۔
اس الٹراکومپیکٹ لیزر کا سب سے پُرجوش پہلو اس کی آپریشنل رینج ہے۔ ٹیرہیرٹز خطے میں کام کرنا ، 30 مائکرو میٹر اور 3 ملی میٹر کے درمیان ، یہ 6 جی مواصلاتی نظام کے لئے متوقع فریکوینسی اسپیکٹرم کے ساتھ صف بندی کرتا ہے۔ اس کا کمپیکٹ سائز اور کم توانائی کی کھپت اسے اگلے - جنریشن وائرلیس نیٹ ورکس ، پہننے کے قابل آلات ، آپٹیکل کمپیوٹنگ پلیٹ فارم اور دیگر ابھرتی ہوئی ٹکنالوجیوں میں انضمام کے لئے ایک مثالی امیدوار بناتی ہے جس میں چھوٹے ، موثر روشنی کے ذرائع کی ضرورت ہوتی ہے۔
مزید یہ کہ ڈیزائن ورسٹائل ہے۔ ایئر ہولز اور جعلی مستقل کے سائز کو ایڈجسٹ کرکے ، لیزر کو دوسری طول موجوں میں روشنی کا اخراج کرنے کے لئے ڈھال لیا جاسکتا ہے ، جس میں قریب - اورکت روشنی اور مرئی روشنی بھی شامل ہے۔
اس لچک سے مربوط فوٹوونکس میں تحقیق اور ترقی کے لئے نئے امکانات کھل جاتے ہیں اور یہ حسب ضرورت ، اعلی- پرفارمنس لیزرز کی ایک نئی کلاس کا باعث بن سکتا ہے ، جس سے وہ میڈیکل امیجنگ ، ماحولیاتی سینسنگ اور صنعتی ایپلی کیشنز کے ل suitable موزوں بن سکتے ہیں۔
اس سال کے شروع میں فطرت فوٹوونکس میں شائع ہوا ، یہ ترقی توانائی - موثر ، منیٹورائزڈ روشنی کے ذرائع کی جستجو میں ایک اہم سنگ میل کی نمائندگی کرتی ہے۔ جیسے جیسے تیزی سے ، زیادہ قابل اعتماد وائرلیس مواصلات اور زیادہ نفیس آپٹیکل ٹیکنالوجیز کے لئے طلب میں اضافہ ہوتا ہے ، NTU الٹرکومپیکٹ لیزر جیسے حل ڈیجیٹل انفراسٹرکچر کے بنیادی اجزاء بن سکتے ہیں۔
چھوٹے لیزر سسٹم میں روشنی کے نقصان کے بنیادی مسئلے کو حل کرنے سے ، این ٹی یو کے محققین نے عملی ، توسیع پزیر اور اعلی- پرفارمنس فوٹوونک آلات کی راہ ہموار کردی ہے جو اگلے - جنریشن مواصلات اور کمپیوٹنگ ٹیکنالوجیز کی صلاحیتوں کو نئی شکل دے سکتے ہیں۔
