ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಯು ದೊಡ್ಡ, ದುಬಾರಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಮತ್ತು ಕೈಗೆಟುಕುವ ಚಿತ್ರಣ, ರೋಗನಿರ್ಣಯ ಮತ್ತು ಮಾಹಿತಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ದಶಕಗಳಷ್ಟು ಹಳೆಯದಾದ, ಕಡೆಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಲೇಸರ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಸಣ್ಣ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗೆ ಅಳವಡಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದ್ದಾರೆ – ಇದು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳಿಗಾಗಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಗಿಂತ ಬೆಳಕನ್ನು ಬಳಸುವ ಚಿಪ್.
ಜರ್ನಲ್ನಲ್ಲಿ ಜೂನ್ 3 ರಂದು ಪ್ರಕಟವಾದ ಹೊಸ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಕೃತಿಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ನಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ಲೇಸರ್ 147 ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ (ಸೆಕೆಂಡಿನ 147 ಕ್ವಾಡ್ರಿಲಿಯನ್) ಸ್ಫೋಟಗಳಲ್ಲಿ 1.05 ನ್ಯಾನೋಜೌಲ್ಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ತಲುಪಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತಂಡವು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಇದು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಲೇಸರ್ಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿಯಾಗಿದೆ.
ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾದ ತಯಾರಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಣ್ಣಿನ ಶಸ್ತ್ರಚಿಕಿತ್ಸೆಯಿಂದ ಜೈವಿಕ ಚಿತ್ರಣ ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳವರೆಗೆ ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಶಕ್ತಿಯುತಗೊಳಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಖಾನೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣ ಕೋಷ್ಟಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಲೇಸರ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಬಲವಾದ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಅವುಗಳನ್ನು ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳಲ್ಲಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಯಿತು.
“ಇಪ್ಪತ್ತು ವರ್ಷಗಳಿಂದ, ಆನ್-ಚಿಪ್ ಹೈ-ಪಲ್ಸ್-ಎನರ್ಜಿ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಸಮಗ್ರ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ನ ಹೋಲಿ ಗ್ರೇಲ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ.” ಟೋಬಿಯಾಸ್ ಕಿಪ್ಪೆನ್ಬರ್ಗ್ಸ್ವಿಸ್ ಫೆಡರಲ್ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ (ಇಪಿಎಫ್ಎಲ್) ನಲ್ಲಿ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಹೇಳಿದರು ಹೇಳಿಕೆ.
“ನಮ್ಮ ಫಲಿತಾಂಶವು ಇದು ಕೇವಲ ಸಾಧ್ಯವಲ್ಲ, ಆದರೆ ಸಮಗ್ರ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಸಮುದಾಯವು ಕಡೆಗಣಿಸಿರುವ ಆಶ್ಚರ್ಯಕರವಾದ ಸೊಗಸಾದ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದೊಂದಿಗೆ ಸಾಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.”
ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಹಿಂತಿರುಗಿ ನೋಡುವುದರಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ
ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳು ವೇವ್ಗೈಡ್ಗಳೆಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬೆಳಕನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ-ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ಗಳು ಅಥವಾ ಕೆತ್ತಿದ ಕುಳಿಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು. ಅವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೊಸದಲ್ಲ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಸಂವಹನವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಲಿಡಾರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು.
ಪ್ರಪಂಚದ ಅತ್ಯಂತ ಆಕರ್ಷಕ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿಮ್ಮ ಇನ್ಬಾಕ್ಸ್ಗೆ ಪಡೆಯಿರಿ.
ಆದರೆ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳು ಈ ಹಿಂದೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ಹೆಣಗಾಡುತ್ತಿದ್ದವು. ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ವೇವ್ಗೈಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಬೆಳಕು ತನ್ನೊಂದಿಗೆ ಬಲವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಅಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಎಂಬ ಲೇಸರ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ನೋಡಿದ್ದಾರೆ ಮಾಮಿಶೇವ್ ಆಂದೋಲಕ1998 ರಲ್ಲಿ ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಪಾವೆಲ್ ವಿ.ಮಾಮಿಶೇವ್ ರಚಿಸಿದರು.
EPFL ನ ಚಿಪ್-ಆಧಾರಿತ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಪರೀಕ್ಷಾ ಸೆಟ್ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
(ಚಿತ್ರ ಕ್ರೆಡಿಟ್: Zheru Qiu/EPFL)
ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಸ್ ಜಗತ್ತಿನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿರುವ ಈ ಆಂದೋಲಕವು ಒಂದು ಇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ತರಂಗ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ಎರಡು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫಿಲ್ಟರ್ಗಳ ನಡುವೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತೀವ್ರತೆಯ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಣ್ಣಗಳಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ನಂತರ ಎರಡೂ ಫಿಲ್ಟರ್ಗಳ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಲೇಸರ್ ಅಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ದುರ್ಬಲ ಬೆಳಕನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರವು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತೀವ್ರತೆಯ ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು ಎಂದರ್ಥ.
Mamyshev ಆಂದೋಲಕವು ಚಿಪ್ನಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಘಟಕಗಳ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, ಇದು ಫೋಟೋನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಆಕರ್ಷಕ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ದೇಶಿಸಲು ಲೇಸರ್ ಕುಹರವು 16.5 ಇಂಚುಗಳು (42 ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್) ಉದ್ದವಿದ್ದರೂ, ಅದೇ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಮ್ಯಾಚ್ಹೆಡ್ನಂತೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಅದನ್ನು ಮಡಚಬಹುದು. ಇದನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಫೈಬರ್-ಆಪ್ಟಿಕ್ ಲೇಸರ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಾಡಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಅದು ಗಾತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವೆಚ್ಚವು ಮತ್ತೊಂದು ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಚಿಪ್ಗಳಂತೆಯೇ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ, ಒಂದೇ ಬ್ಯಾಚ್ನಲ್ಲಿ 1,000 ಕ್ಕೂ ಹೆಚ್ಚು ಲೇಸರ್ ಕುಳಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳಿದ್ದಾರೆ. ಅಂತೆಯೇ, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳನ್ನು ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಇದು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿರುವ ಫೋಟೊನಿಕ್ ಚಿಪ್ಗಳು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಅಥವಾ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ವೈದ್ಯಕೀಯ ರೋಗನಿರ್ಣಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಂತಹ ಕಾರ್ಯಗಳಿಗೆ ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸಣ್ಣ ಪರಮಾಣು ಗಡಿಯಾರಗಳಿಗೆ ಬಾಗಿಲು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ, ಅದು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಂಚರಣೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನಗಳಿಗೆ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಕ್ಯು, ಝಡ್., ಯಾಂಗ್, ಎಕ್ಸ್., ಲಿ, ಎಕ್ಸ್., ಹು, ಜೆ., ಲಿಯು, ಝಡ್., ಜಾಂಗ್, ವೈ., ಜಿ, ಎಕ್ಸ್., ಸನ್, ಜೆ., ಲಿಹಾಚೆವ್, ಜಿ., ಲಿ, ಝಡ್., ಕೆಂಟ್ಸ್ಚ್, ಯು. ಮತ್ತು ಕಿಪ್ಪೆನ್ಬರ್ಗ್, ಟಿಜೆ (2026). ಮಾಮಿಶೇವ್ ಆಂದೋಲಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಯೋಜಿತ ಪಲ್ಸ್-ಎನರ್ಜಿ ಮತ್ತು ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಲೇಸರ್. ಪ್ರಕೃತಿ, 654(8117), 57–63. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10517-4
