ہمماتسو فوٹونیکس نے کامیابی کے ساتھ ٹیراہرٹز لہروں کے جنریشن اصول کا تجزیہ کرتے ہوئے ایک کوانٹم کیس کیڈ لیزر (کیو سی ایل) آؤٹ پٹ پاور تیار کی ہے، جس میں ہمماتسو کی اپنی آپٹیکل ڈیزائن ٹیکنالوجی کا استعمال کیا گیا ہے، اور اعلی کارکردگی کی ڈفریکشن بیرونی ریسونیٹرز کو گریٹ کر رہی ہے۔ دنیا کا پہلا کیو سی ایل ماڈیول جو 0.42~2ٹی ایچ آر ٹی ہرٹز کی رینج میں کسی بھی فریکوئنسی کی ٹیراہرٹز لہروں کو پیدا کر سکتا ہے۔
کیو سی ایل ماڈیول کیسا لگتا ہے
اہم تحقیق کے نتائج
1. آؤٹ پٹ پاور پچھلے ٹیراہرٹز نان لائنیری کیو سی ایل سے 5 گنا زیادہ ہے۔ ہمماتسو فوٹونیکس نے ٹیراہرٹز غیر لکیری کیو سی ایل کے اندر ٹیراہرٹز موج کی تبلیغ کے اصول کا تجزیہ کیا، اور پایا کہ اس کی اوپری سطح کا اعلی مزاحمت ی سلیکون لینز کے ساتھ تعلق ٹیراہرٹز لہروں کی پیداواری کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، اور برسوں میں جمع ہونے والی اس کی کرسٹل گروتھ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ اور سیمی کنڈکٹر پروسیس ٹیکنالوجی اندرونی ڈھانچے کو بہتر بناتی ہے تاکہ 1ٹی ہرٹز فریکوئنسی پوائنٹ پر چوٹی کی پیداوار کو ذیلی ملی واٹ کی سطح تک بڑھایا جا سکے، جو روایتی غیر لکیری کیو سی ایل سے 5 گنا زیادہ ہے۔
2. دنیا کا پہلا 0.42~2ٹی ایچ آر ٹی ہرٹز فریکوئنسی ایڈجسٹ ایبل کیو سی ایل ماڈیول۔ ہمماتسو فوٹونیکس نے ٹیراہرٹز نان لائنیری کیو سی ایل کی اوپری سطح پر اینٹی ریفلیکشن فلم کے مواد پر گہری تحقیق کی ہے۔ اس کے ساتھ ہی منفرد آپٹیکل ڈیزائن ٹیکنالوجی کے ذریعے کیو سی ایل کے باہر ایک مشابہ ڈفریکشن گریٹنگ سیٹ کی جاتی ہے تاکہ ریسونیٹر بنایا جا سکے اور جھکاؤ برقی آلات کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر 0.42 سے 2 ٹی ایچ آر ٹی ایچ آر ٹی کی رینج میں من مانی ٹیراہرٹز لہریں پیدا کرنے کی صلاحیت رکھنے والا دنیا کا پہلا کیو سی ایل ماڈیول محسوس کر لیا گیا ہے۔
تعدد سوئچنگ اشارہ
فریکوئنسی سوئچنگ اصول: ٹیراہرٹز نان لائنیری کیو سی ایل سے خارج ہونے والا مڈ انفراریڈ لیزر بیم ایک ڈفریکشن گریٹنگ میں منعکس ہوتا ہے۔ اس صورت میں، ٹہرٹز لہر کی فریکوئنسی کو تبدیل کرنے کا مقصد برقی طور پر ڈفرکشن گریٹنگ کو کنٹرول کرنا اور جھکاؤ کو تبدیل کرنا ہوتا ہے۔
آر اینڈ ڈی پس منظر
نمونے میں شامل مختلف اجزاء کی جانچ کی وجہ سے ٹیراہرٹز لہروں کی فریکوئنسی بھی مختلف ہوگی جو آسانی سے جذب ہوجاتی ہیں۔ اس خصوصیت کا استعمال کرتے ہوئے توقع کی جاتی ہے کہ تحقیقی نتائج کو معیاری تشخیص اور نمونوں کے غیر تباہ کن تجزیے کے لئے استعمال کیا جائے گا۔ اس کے علاوہ چونکہ ٹیراہرٹز لہروں میں ہائی اسپیڈ کمیونیکیشن اسٹینڈرڈ "5جی" کے زیر استعمال فریکوئنسی بینڈ سے زیادہ فریکوئنسی ہوتی ہے، اس لیے توقع کی جاتی ہے کہ یہ پروڈکٹ "6جی" مواصلات کی اگلی نسل کے لیے بھی استعمال کی جائے گی۔
2018 میں، ہمماتسو فوٹونیکس نے منفرد کوانٹم ڈھانچے کے ڈیزائن ٹیکنالوجی کو استعمال کرتے ہوئے ٹیراہرٹز نان لائنیری کیو سی ایل تیار کیا، جس میں اینٹی کراسنگ ڈوئل ہائی انرجی اسٹیٹ ڈیزائن (اینٹی کراس ڈی اے یو ٹی ایم) کا استعمال کیا گیا۔ یہ ٹیراہرٹز غیر لکیری کیو سی ایل ٹیراہرٹز لہر کی فریکوئنسی کو تبدیل کر سکتا ہے اور نمونے میں شامل اجزاء کے مطابق اسے تابکاری کر سکتا ہے، اور پھر جذب کی شرح کے مطابق تجزیہ کی درستگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم فی الحال کوئی سیمی کنڈکٹر لیزر لائٹ سورس نہیں ہے جو ایک ماڈیول میں فریکوئنسی تبدیلی حاصل کر سکے۔ لہذا، ہمماتسو فوٹونیکس فریکوئنسی تبدیل کرنے والے کیو سی ایل ماڈیولز پر تحقیق اور ترقی کر رہا ہے۔
آر ڈی کامیابیوں کا خلاصہ
اس تحقیقی رپورٹ میں ہمماتسو فوٹونیکس نے کیو سی ایل میں ٹیراہرٹز لہروں کے جنریشن اصول کا تجزیہ کیا اور گزشتہ برسوں میں جمع ہونے والی کرسٹل گروتھ ٹیکنالوجی اور سیمی کنڈکٹر پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے اندرونی ڈھانچے کو بہتر بنایا۔ اس کے ساتھ ہی کیو سی ایل کے اندر ٹیراہرٹز ویو پروپیچمنٹ کے اصول کا بھی تجزیہ کیا گیا اور یہ پایا گیا کہ اوپری سطح اور ہائی ریزسٹنس سلیکون لینز کے درمیان تعلق ٹیراہرٹز لہروں کی پیداواری کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے اور آؤٹ پٹ پاور کو ماضی کے مقابلے میں 5 گنا سے زیادہ بڑھا سکتا ہے۔ ہمماتسو فوٹونیکس کی منفرد آپٹیکل ڈیزائن ٹیکنالوجی کو ملاکر، اور کیو سی ایل کو مناسب ڈفرکشن گریٹنگ کے ساتھ ملاتے ہوئے، ایک موثر بیرونی ریسونیٹر تشکیل پاتا ہے، اور پھر ڈفرکشن گریٹنگ کو برقی طور پر کنٹرول کرکے جھکاؤ تبدیل کیا جاتا ہے، جس سے دنیا کے پہلے 0.42~ ایک کیو سی ایل ماڈیول کا احساس ہوتا ہے جو 2ٹی ہرٹز رینج میں من مانی فریکوئنسی کی ٹیراہرٹز لہریں پیدا کرتا ہے۔
اس مطالعے کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نمونے میں مختلف اجزاء کی مختلف جذب فریکوئنسیوں کی جانچ کی صورت میں، ہر جزو کے جذب ہونے کی شرح کو جانچنے کے لئے فریکوئنسی اور ریڈیایٹ تنگ بینڈ ٹیراہرٹز لہروں کو تبدیل کرنے کے لئے ایک ماڈیول کا استعمال منشیات، خوراک اور سیمی کنڈکٹر مواد کو بہتر بنا سکتا ہے۔ معیار کی تشخیص اور غیر تباہ کن جانچ کی درستگی. اس کے علاوہ اس کا اطلاق پلاسٹک جیسے اعلی سالماتی پولیمر مواد کی شناخت پر بھی متوقع ہے جن کی پہلے آسانی سے شناخت نہیں کی گئی تھی۔ اس کے بعد، ہمماتسو فوٹونیکس بھی کیو سی ایل کے گرمی کے پھیلاؤ کے ڈھانچے کا گہرائی سے مطالعہ جاری رکھیں گے، جس کا مقصد ٹی ایچ آر ایس لہروں کے مستحکم اور مسلسل آپریشن کو حاصل کرنا ہے۔ توقع کی جاتی ہے کہ کائنات کا مشاہدہ کرنے کے لیے ریڈیو فلکیات جیسے شعبوں میں ٹی ایچ آر ز لہروں کا استعمال کیا جائے گا اور ڈیٹا ٹرانسمیشن کی رفتار سیکڑوں گیگا بٹ فی سیکنڈ تک پہنچ جائے گی۔ الٹرا ہائی سپیڈ بڑی صلاحیت کم فاصلے وائرلیس مواصلات کی ترقی کی سمت میں ایپلی کیشن.
مستقبل میں، ہمماتسو فوٹونیکس اپنے منفرد مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹم (ایم ای ایم ایس) ٹیکنالوجی کو بھی استعمال کرے گا تاکہ کیو سی ایل ماڈیولز کو انگلی کے سائز تک سکڑا یا جاسکے۔
