MỸ – Máy đo giao thoa (giao thoa kế) đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và chuyển mạch tín hiệu ánh sáng trong mạng truyền thông cáp quang và được sử dụng để cảm biến khí và tính toán quang học.

Hiện nay, các nhà khoa học vật lý ứng dụng tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS – Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences) thuộc Đại học Harvard đã phát minh một loại giao thoa kế mới, cho phép kiểm soát chính xác tần số, cường độ và chế độ ánh sáng bên trong một thiết bị nhỏ gọn.

Máy đo giao thoa chế độ xếp tầng, đây là một ống dẫn sóng đơn trên nền tảng silicon-on-insulator có thể tạo ra nhiều đường dẫn tín hiệu để kiểm soát biên độ và pha của ánh sáng đồng thời, một quá trình được gọi là định hình quang phổ. Bằng cách kết hợp các cơ chế để thao tác các vân giao thoa của ánh sáng thành một ống dẫn sóng đơn, thiết bị này được sử dụng trong các cảm biến nanophotonic tiên tiến hoặc máy tính lượng tử trên chip.

Được công bố trên tạp chí Science Advances, cuộc nghiên cứu này được dẫn đầu bởi nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Jinsheng Lu, người làm việc trong phòng thí nghiệm của Giáo sư vật lý ứng dụng Federico Capasso, Robert L. Wallace và Nghiên cứu viên cao cấp Vinton Hayes về kỹ thuật điện. Các thiết bị này được sản xuất tại trung tâm Center for Nanoscale Systems của đại học Harvard.

Giáo sư Federico Capasso đã nói rằng: “Về mặt khái niệm, đây là một bước tiến rất lớn so với công nghệ tiên tiến nhất dành cho bộ điều biến tốc độ cao thương mại, chuyên dùng cho ngành truyền thông”.

Các thiết bị như vậy được sử dụng rộng rãi, được gọi là máy đo giao thoa Mach-Zehnder, hoạt động bằng cách chia một chùm ánh sáng thành hai đường dẫn để chuyển đổi đầu ra của nó. Mặc dù được sử dụng rộng rãi, máy đo giao thoa Mach-Zehnder có những hạn chế riêng – chúng không hiệu quả trong việc kiểm soát đồng thời các vân giao thoa của ánh sáng. Ngày nay, cần có nhiều máy đo giao thoa liên tiếp để bù đắp cho những hạn chế này, chiếm không gian và hạn chế lượng tín hiệu có thể truyền qua.

Giao thoa kế chế độ xếp tầng mới là thế hệ sau của thiết bị Mach-Zehnder được tích hợp vào ống dẫn sóng một chip. Thay vì chùm tia phân chia truyền thống, giao thoa kế mới có một mẫu lưới nano chuyên biệt được khắc vào ống dẫn sóng để kiểm soát sự trao đổi năng lượng giữa các chế độ ánh sáng khác nhau.

Điều này làm cho máy đo giao thoa mới có thể kiểm soát quang phổ ánh sáng đi qua bằng cách tinh chỉnh cường độ và đặc điểm của các màu khác nhau. Ánh sáng có thể di chuyển qua theo các mẫu khác nhau hoặc chế độ ngang. Và thiết bị cho phép tạo ra các đường màu chính xác, sắc nét hoặc sóng ánh sáng có các đặc điểm riêng biệt.

Trong bài báo, nhóm nghiên cứu không chỉ chứng minh khả năng của máy giao thoa kế mới mà còn đưa ra khuôn khổ lý thuyết để mở rộng tính chất vật lý của thiết bị sang nhiều chế độ ánh sáng khác nhau.

Để xem các tin bài khác về “Giao thoa kế”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online