يجيب باحثو التخنيون على هذا السؤال ويمهدون مسارات جديدة لتطبيقات في مجالات الاتصالات والتصوير والحوسبة الكمومية
يركز مجال الدوائر المتكاملة الضوئية على تصغير المكونات الضوئية وتنفيذها في الرقائق الضوئية - وهي دوائر تقوم بمجموعة متنوعة من العمليات الحسابية في الفوتونات، وليس في الإلكترونات كما هو الحال في الدوائر الإلكترونية. على غرار الرقائق في عالم الإلكترونيات، يعد السيليكون أيضًا مادة خام شائعة جدًا في الرقائق الضوئية. تعد الضوئيات المعتمدة على السيليكون مجالًا ناشئًا ذا صلة بقواعد البيانات والذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية والمزيد. إنه يوفر قفزة للأمام في أداء الرقائق وفعالية التكلفة. ومع ذلك، على الرغم من الدقة العالية لتقنيات التصنيع (الطباعة الحجرية)، التي تسمح بإنتاج الهياكل المطلوبة بدقة، فإن أدوات التوصيف لا تزال لا تسمح برسم خرائط دقيقة للخصائص البصرية للرقاقة، بما في ذلك حركة الضوء داخلها . والسبب في ذلك هو صعوبة نمذجة العيوب وعدم الدقة في المادة - وهي صعوبة ناجمة عن صغر أبعاد هذه المعايير.
مقال جديد للباحثين من كلية فيتربي للهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في التخنيون يتناول هذا التحدي - تصوير الضوء المتقدم في الدوائر الضوئية على الشريحة البحث المنشور في المجلة أوبتيكا ترأسها رئيس مختبر الأبحاث الضوئية المتقدمة البروفيسور غي بارتيل وطالب الدكتوراه ماتان إيلوز والمجموعة البحثية للبروفيسور أمير روزنتال. استغل باحثو التخنيون الخصائص البصرية للسيليكون لرسم خريطة انتشار الضوء داخله، دون الحاجة إلى أي عملية جراحية لتغيير الشريحة. تتضمن هذه العملية رسم خرائط للمجال الكهربائي لموجات الضوء وتحديد خصائص العناصر التي تؤثر على حركة الضوء - أدلة الموجات ومقسمات الأشعة.
توفر العملية التي طورها باحثو التخنيون تصوير الضوء داخل الشريحة الضوئية في الوقت الفعلي، دون الحاجة إلى إتلاف الشريحة ودون فقدان البيانات. ومن المتوقع أن تؤدي هذه العملية الجديدة إلى تحسين عمليات تصميم وإنتاج وتحسين الرقائق الضوئية في مجموعة متنوعة من المجالات بما في ذلك الاتصالات والحوسبة عالية الأداء والتعلم الحسابي وقياس المسافات والتصوير الطبي والاستشعار والحوسبة الكمومية. وشارك في الدراسة كوبي كوهين، ويعقوب خير الدين، ويوآف حزان، وشاي تساس.
تم دعم البحث من قبل مركز هيلين ديلر لتقنيات الكم في التخنيون، ومركز الإلكترونيات الدقيقة والنانو في التخنيون والأكاديمية الوطنية الإسرائيلية للعلوم.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
