સક્રિય બુદ્ધિશાળી ટેરાહર્ટ્ઝ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર સફળતાપૂર્વક વિકસાવવામાં આવ્યું છે

ગયા વર્ષે, હેફેઇ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ફિઝિકલ સાયન્સિસ, ચાઇનીઝ એકેડેમી ઑફ સાયન્સિસના હાઇ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ સેન્ટરના સંશોધક શેંગ ઝિગાઓની ટીમે એક સક્રિય અને બુદ્ધિશાળી ટેરાહર્ટ્ઝ ઇલેક્ટ્રો-ઑપ્ટિક મોડ્યુલેટર વિકસાવ્યું હતું જે સ્થિર-સ્થિતિ ઉચ્ચ ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રાયોગિક પર આધાર રાખે છે. ઉપકરણ સંશોધન ACS એપ્લાઇડ મટિરિયલ્સ એન્ડ ઇન્ટરફેસમાં પ્રકાશિત થયું છે.

ટેરાહર્ટ્ઝ ટેક્નોલૉજીમાં શ્રેષ્ઠ સ્પેક્ટ્રલ લાક્ષણિકતાઓ અને વ્યાપક એપ્લિકેશનની સંભાવનાઓ હોવા છતાં, ટેરાહર્ટ્ઝ સામગ્રી અને ટેરાહર્ટ્ઝ ઘટકોના વિકાસ દ્વારા તેની એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશન હજુ પણ ગંભીરપણે મર્યાદિત છે. તેમાંથી, બાહ્ય ક્ષેત્ર દ્વારા ટેરાહર્ટ્ઝ તરંગનું સક્રિય અને બુદ્ધિશાળી નિયંત્રણ આ ક્ષેત્રમાં એક મહત્વપૂર્ણ સંશોધન દિશા છે.

ટેરાહર્ટ્ઝના મુખ્ય ઘટકોની અદ્યતન સંશોધન દિશાને લક્ષ્યમાં રાખીને, સંશોધન ટીમે દ્વિ-પરિમાણીય સામગ્રી ગ્રાફીન પર આધારિત ટેરાહર્ટ્ઝ સ્ટ્રેસ મોડ્યુલેટરની શોધ કરી છે [Adv. ઓપ્ટિકલ મેટર. 6, 1700877(2018)], મજબૂત રીતે સંકળાયેલ ઓક્સાઇડ પર આધારિત ટેરાહર્ટ્ઝ બ્રોડબેન્ડ ફોટોકંટ્રોલ્ડ મોડ્યુલેટર [ACS Appl. મેટર. ઇન્ટર. 12, 48811(2020)] અને ફોનોન-આધારિત નવા સિંગલ-ફ્રિકવન્સી મેગ્નેટિક-નિયંત્રિત ટેરાહર્ટ્ઝ સ્ત્રોત [એડવાન્સ્ડ સાયન્સ 9, 2103229(2021)] પછી, સંકળાયેલ ઇલેક્ટ્રોન ઓક્સાઇડ વેનેડિયમ ડાયોક્સાઇડ ફિલ્મને કાર્યાત્મક સ્તર તરીકે પસંદ કરવામાં આવી છે, મલ્ટિ-લેયર ડિઝાઇન અને ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ પદ્ધતિ અપનાવવામાં આવે છે. ટેરાહર્ટ્ઝ ટ્રાન્સમિશન, પ્રતિબિંબ અને શોષણનું મલ્ટિફંક્શનલ સક્રિય મોડ્યુલેશન પ્રાપ્ત થાય છે (આકૃતિ a). પરિણામો દર્શાવે છે કે ટ્રાન્સમિટન્સ અને શોષણક્ષમતા ઉપરાંત, પરાવર્તકતા અને પ્રતિબિંબ તબક્કો પણ વિદ્યુત ક્ષેત્ર દ્વારા સક્રિય રીતે નિયંત્રિત થઈ શકે છે, જેમાં પરાવર્તકતા મોડ્યુલેશનની ઊંડાઈ 99.9% સુધી પહોંચી શકે છે અને પ્રતિબિંબ તબક્કો ~180o મોડ્યુલેશન સુધી પહોંચી શકે છે (આકૃતિ b) . વધુ રસપ્રદ રીતે, બુદ્ધિશાળી ટેરાહર્ટ્ઝ ઇલેક્ટ્રિકલ કંટ્રોલ હાંસલ કરવા માટે, સંશોધકોએ નવલકથા "ટેરાહર્ટ્ઝ - ઇલેક્ટ્રિક-ટેરાહર્ટ્ઝ" ફીડબેક લૂપ (આકૃતિ c) સાથે એક ઉપકરણ ડિઝાઇન કર્યું. પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓ અને બાહ્ય વાતાવરણમાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, સ્માર્ટ ઉપકરણ લગભગ 30 સેકન્ડમાં સેટ (અપેક્ષિત) ટેરાહર્ટ્ઝ મોડ્યુલેશન મૂલ્ય સુધી આપમેળે પહોંચી શકે છે.

(a) એકનું યોજનાકીય આકૃતિઇલેક્ટ્રો ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરVO2 પર આધારિત

(b) પ્રભાવિત પ્રવાહ સાથે ટ્રાન્સમિટન્સ, પરાવર્તકતા, શોષણ અને પ્રતિબિંબ તબક્કામાં ફેરફાર

(c) બુદ્ધિશાળી નિયંત્રણનું યોજનાકીય આકૃતિ

સક્રિય અને બુદ્ધિશાળી ટેરાહર્ટ્ઝનો વિકાસઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરસંકળાયેલ ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી પર આધારિત ટેરાહર્ટ્ઝ બુદ્ધિશાળી નિયંત્રણની અનુભૂતિ માટે એક નવો વિચાર પૂરો પાડે છે. આ કાર્યને નેશનલ કી રિસર્ચ એન્ડ ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામ, નેશનલ નેચરલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન અને અનહુઇ પ્રાંતના હાઇ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ લેબોરેટરી ડાયરેક્શન ફંડ દ્વારા સમર્થન આપવામાં આવ્યું હતું.