சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் கணினி மற்றும் தொடர்புக்கு ஒளியின் வேகத்தைக் கொண்டுவருவதாக நீண்ட காலமாக வாக்குறுதி அளித்து வருகிறது, ஆனால் இந்த தொழில்நுட்பம் ஒரு பிடிவாதமான பிரச்சினையால் பாதிக்கப்பட்டுள்ளது: பின்னால் திரும்பும் ஒளி. இப்போது, கியோசெரா மற்றும் தோஹோகு பல்கலைக்கழகம் சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் சிப்களில் பின்னெதிரொளியை 95% குறைக்கும் உலகின் முதல் லேசர் முறையை நிரூபித்துள்ளதாகக் கூறுகின்றன. இன்ட்ரஸ்டிங் என்ஜினியரிங் அறிக்கையிட்ட இந்த முன்னேற்றம், ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் அமைப்புகளுக்கான வளர்ந்து வரும் தடையைத் தீர்க்க உதவக்கூடும்.
பின்னெதிரொளி ஏன் முக்கியம்
ஒரு ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சுற்றில், ஒளி அலைவழிகாட்டிகள், பிரிப்பான்கள், பண்பேற்றிகள் மற்றும் பிற கூறுகள் வழியாக பயணிக்கிறது. ஒளிவிலகல் குறியீடு மாறும் ஒவ்வொரு இடைமுகத்திலும், ஒரு பகுதி ஒளி பின்னோக்கி பிரதிபலிக்க முடியும். இந்த பிரதிபலிப்புகள் சிறியதாகத் தோன்றலாம், ஆனால் அவை லேசர் மூலத்திற்குத் திரும்பி அதன் செயல்பாட்டை சீர்குலைக்கலாம். இதன் விளைவாக அதிக இரைச்சல், நிலையற்ற வெளியீட்டு சக்தி, பயன்முறை தாவுதல் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட சமிக்ஞை ஒருமைப்பாடு ஏற்படலாம்.
பல தசாப்தங்களாக, பொறியாளர்கள் இந்த பின்னோக்கி பயணிக்கும் ஒளியைத் தடுக்க ஒளியியல் தனிமைப்படுத்திகளை நம்பியுள்ளனர். ஒரு தனிமைப்படுத்தி ஃபோட்டான்களுக்கு ஒரு வழி வால்வு போல செயல்படுகிறது: இது ஒளியை முன்னோக்கி செல்ல அனுமதிக்கிறது, அதே நேரத்தில் பின்னோக்கி செல்ல முயற்சிக்கும் ஒளியை உறிஞ்சி அல்லது திசைதிருப்புகிறது. தனிமைப்படுத்தல் இல்லாமல், பல லேசர் அடிப்படையிலான அமைப்புகள் நம்பகமான முறையில் செயல்பட முடியாது.
தனிமைப்படுத்திகளை ஒருங்கிணைப்பதில் உள்ள சவால்
பாரம்பரிய ஒளியியல் தனிமைப்படுத்திகள் பெரியதாகவும் சிலிக்கான் சிப்பில் ஒருங்கிணைக்க கடினமாகவும் இருக்கின்றன. அவை பெரும்பாலும் கார்னெட்டுகள் போன்ற காந்த-ஒளியியல் பொருட்களைச் சார்ந்திருக்கின்றன, மேலும் துல்லியமான காந்தப்புலங்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஒளியியல் செயல்திறனைக் குறைக்காமல் இந்தப் பொருட்களை சிலிக்கானில் படிவு செய்வது சிக்கலானது மற்றும் விலை உயர்ந்தது. இதன் விளைவாக, பல சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் அமைப்புகள் இன்னும் வெளிப்புற தனிமைப்படுத்திகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது கச்சிதமான, குறைந்த செலவு ஒருங்கிணைந்த ஃபோட்டானிக்ஸ் இலக்கை பலவீனப்படுத்துகிறது.
அதனால்தான் கியோசெரா மற்றும் தோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் புதிய முடிவு கவனத்தை ஈர்க்கிறது. வழக்கமான தனிமைப்படுத்தி பொருட்களை நம்புவதற்குப் பதிலாக, குழு பின்னெதிரொளியை 95% குறைக்க ஒரு லேசர் அடிப்படையிலான முறையைப் பயன்படுத்தியது. இந்த அணுகுமுறை உலகின் முதல் என்று விவரிக்கப்படுகிறது, மேலும் இது சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் சிப்களில் நேரடியாக பிரதிபலிப்புகளை நிர்வகிப்பதற்கான சாத்தியமான எளிய பாதையைக் காட்டுகிறது.
95% குறைப்பு என்றால் என்ன
பின்னெதிரொளியில் 95% குறைப்பு என்பது கணிசமான முன்னேற்றம். ஒளியியல் அமைப்புகளில், சிறிய அளவிலான பின்னூட்டம் கூட பிரச்சினைகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், எனவே பெரும்பாலான பிரதிபலிப்புகளை அடக்குவது லேசர் நிலைத்தன்மை மற்றும் சமிக்ஞை தரத்தை கணிசமாக மேம்படுத்தும். மீதமுள்ள 5% இன்னும் கவனமாக நிர்வகிக்கப்பட வேண்டியிருக்கலாம், ஆனால் இந்த சாதனை சிப்பில் பிரதிபலிப்பு கட்டுப்பாடு மேலும் சாத்தியமாகி வருவதைக் குறிக்கிறது.
அறிக்கையின்படி, இந்த தொழில்நுட்பம் வளர்ந்து வரும் சவாலை எதிர்கொள்ள உதவக்கூடும்: சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் ஆய்வக செயல்விளக்கங்களிலிருந்து வணிக தயாரிப்புகளுக்கு நகரும்போது, ஒளியியல் செயல்திறன் மீதான கோரிக்கைகள் அதிகரித்து வருகின்றன. தரவு மையங்கள், AI முடுக்கிகள் மற்றும் அதிவேக இணைப்புகளுக்கு குறைந்த மின் நுகர்வுடன் இன்னும் அதிக அலைவரிசை தேவைப்படுகிறது. ஆரம்ப முன்மாதிரிகளில் பொறுத்துக்கொள்ளக்கூடிய பிரதிபலிப்புகள் அளவில் தீவிர தடைகளாக மாறலாம்.
கியோசெரா மற்றும் தோஹோகு பல்கலைக்கழக ஒத்துழைப்பு
இந்த வேலை கியோசெராவின் பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தியில் உள்ள நிபுணத்துவத்தையும், தோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தின் ஃபோட்டானிக்ஸ் மற்றும் லேசர் அறிவியலில் உள்ள ஆராய்ச்சி திறன்களையும் இணைக்கிறது. ஒளியியல் தொழில்நுட்பங்களில் ஜப்பானுக்கு நீண்ட கால தலைமைத்துவ வரலாறு உள்ளது, மேலும் தொழில்துறை மற்றும் கல்விக்கூடங்களுக்கு இடையிலான ஒத்துழைப்புகள் ஆய்வகத்திலிருந்து தொழிற்சாலைக்கு புதுமைகளை நகர்த்துவதற்கு மேலும் மேலும் முக்கியமானவையாகின்றன.
முழு தொழில்நுட்ப விவரங்கள் ஆரம்ப அறிக்கையில் பரவலாக வெளியிடப்படவில்லை என்றாலும், இந்த ஒத்துழைப்பு நடைமுறை ஒருங்கிணைப்பை மனதில் கொண்டு இந்த முறை உருவாக்கப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. கியோசெராவின் ஈடுபாடு உற்பத்தித்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் அளவீட்டுத்திறன் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துவதைக் குறிக்கிறது—இவை ஒரு ஆய்வக முன்னேற்றம் வணிக தொழில்நுட்பமாக மாறுமா என்பதை பெரும்பாலும் தீர்மானிக்கும் காரணிகள்.
சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் ஒரு திருப்புமுனையில்
சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் ஒளியைipulate செய்ய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான அலைவழிகாட்டிகள் மற்றும் கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. நிறுவப்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்தியைப் பயன்படுத்துவதால், இது அதிக அளவிலும் குறைந்த செலவிலும் ஒளியியல் சாதனங்களை உற்பத்தி செய்யக்கூடும். இந்த தொழில்நுட்பம் ஏற்கனவே தரவு மையங்களுக்கான டிரான்ஸ்சீவர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது LiDAR, உயிரியல் உணர்தல், குவாண்டம் கணினி மற்றும் சிப்களுக்கு இடையிலான ஒளியியல் இணைப்புகளுக்கு ஆராயப்படுகிறது.
மிகப்பெரிய தடைகளில் ஒன்று நடைமுறை, ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய ஒளியியல் தனிமைப்படுத்தி இல்லாததாகும். கியோசெரா–தோஹோகு லேசர் முறையை அளவீடு செய்து தரப்படுத்த முடிந்தால், அது ஒரு முக்கிய வரம்பை நீக்கக்கூடும். அது வடிவமைப்பாளர்கள் பின்னூட்டத்தால் தூண்டப்பட்ட நிலையற்ற தன்மை பற்றி அதிகம் கவலைப்படாமல் ஒரே சிப்பில் அதிக ஃபோட்டானிக் செயல்பாடுகளை அடைக்க அனுமதிக்கும்.
மீதமுள்ள கேள்விகள் மற்றும் அடுத்த படிகள்
எந்தவொரு புதிய தொழில்நுட்பமும் பரவலான ஏற்புக்கு முன் கேள்விகளை எதிர்கொள்கிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் 95% குறைப்பு வெவ்வேறு அலைநீளங்கள், வெப்பநிலைகள் மற்றும் உற்பத்தி சகிப்புத்தன்மைகள் முழுவதும் நிலைத்திருக்கிறது என்பதை நிரூபிக்க வேண்டும். லேசர் முறை அதிக அளவு உற்பத்திக்கு இணக்கமானது மற்றும் முன்னோக்கி திசையில் அதிக இழப்புகளை அறிமுகப்படுத்தாது என்பதையும் அவர்கள் காட்ட வேண்டும்.
- வணிக ஃபவுண்ட்ரிகளில் இந்த முறையை தொடர்ந்து மீண்டும் உருவாக்க முடியுமா?
- ஒரு சாதனத்தின் ஆயுட்காலம் முழுவதும் இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது?
- இது தற்போதைய செயல்முறை ஓட்டங்களுக்கு கணிசமான செலவு அல்லது சிக்கலைச் சேர்க்கிறதா?
- குறுக்கீடு இல்லாமல் பிற சிப்பில் உள்ள ஃபோட்டானிக் கூறுகளுடன் இதை இணைக்க முடியுமா?
இந்தக் கேள்விகள் எந்தவொரு வளர்ந்து வரும் ஃபோட்டானிக் தொழில்நுட்பத்திற்கும் பொதுவானவை, ஆனால் ஆரம்ப முடிவு நம்பிக்கைக்குரியது. 95% குறைப்பு ஒரு வலுவான தொடக்கப் புள்ளியாகும், மேலும் இது லேசர் அடிப்படையிலான பிரதிபலிப்பு கட்டுப்பாட்டில் மேலும் ஆராய்ச்சியைத் தூண்டக்கூடும்.
சாத்தியமான பயன்பாடுகள்
இந்த அணுகுமுறை சாத்தியமானது என்று நிரூபிக்கப்பட்டால், அது பரந்த அளவிலான அமைப்புகளுக்கு பயனளிக்கும். தரவு மைய இணைப்புகள் மிகவும் திறமையானதாகவும் நம்பகமானதாகவும் மாறக்கூடும். உயர் செயல்திறன் கணினிக்கான ஒளியியல் I/O எளிமைப்படுத்தப்படலாம். நிலையான லேசர்களை நம்பியிருக்கும் உணரிகள் மற்றும் LiDAR அமைப்புகள் மேம்பட்ட செயல்திறனைக் காணக்கூடும். இரைச்சலுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட குவாண்டம் ஃபோட்டானிக் சுற்றுகள் கூட சிறந்த சிப்பில் தனிமைப்படுத்தலில் இருந்து பயனடையக்கூடும்.
இந்த முன்னேற்றம் ஒரு பரந்த போக்கையும் எடுத்துக்காட்டுகிறது: லேசர் தொழில்நுட்பம் மற்றும் சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு. லேசர்கள் இனி வெளிப்புற ஒளி மூலங்கள் மட்டுமல்ல; அவை சிப்பில் ஒளியை செயலாக்குவதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் கருவிகளாக மாறி வருகின்றன. இந்த இணைப்பு முன்பு நடைமுறைக்கு சாத்தியமில்லாத புதிய சாதன கட்டமைப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
முன்னோக்கிப் பார்த்தல்
கியோசெரா மற்றும் தோஹோகு பல்கலைக்கழக அறிவிப்பு சிலிக்கான் ஃபோட்டானிக்ஸ் இன்னும் வேகமாக வளர்ந்து வருகிறது என்பதை நினைவூட்டுகிறது. பண்பேற்றிகள், கண்டறிதல்கள் மற்றும் அலைவழிகாட்டிகளில் தொழில்துறை பெரும் முன்னேற்றம் செய்துள்ளது, ஆனால் தனிமைப்படுத்தல் ஒரு பலவீனமான புள்ளியாகவே உள்ளது. பின்னெதிரொளியை 95% குறைக்கும் உலகின் முதல் லேசர் முறை இந்தப் புதிரின் ஒரு முக்கிய பகுதியாக இருக்கக்கூடும்.
எந்தவொரு முன்னேற்றத்தையும் போல, சுயாதீன சரிபார்ப்பு மற்றும் மேலும் மேம்பாடு அவசியம். இந்த முறை அதன் ஆரம்ப வாக்குறுதிக்கு ஏற்ப நடந்தால், அது அடுத்த தலைமுறை ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் அமைப்புகளைத் திறக்க உதவக்கூடும்—இன்றைய வடிவமைப்புகளை விட வேகமான, திறமையான மற்றும் வலுவான அமைப்புகள். இப்போதைக்கு, இந்த முடிவு ஃபோட்டானிக்ஸின் மிக நீடித்த சவால்களில் ஒன்றைத் தீர்ப்பதற்கான ஒரு குறிப்பிடத்தக்க படியாக உள்ளது.
இந்தக் கட்டுரை இன்ட்ரஸ்டிங் என்ஜினியரிங் அறிக்கையின் அடிப்படையில் அமைந்தது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on interestingengineering.com
