تمام آپٹیکل آلات اپنے الیکٹرانک ہم منصبوں کے مقابلے میں اعلی تعدد پروسیسنگ اور تیز تر معلومات کی منتقلی کا وعدہ کرتے ہیں۔ اس سرکٹری کا ایک بنیادی جزو ایک سوئچ ہے جو آپٹیکل فریکوئنسیوں سے نمٹنے کے لیے کافی تیز ہے۔ اب، Fei چن میں مشرقی چین عمومی یونیورسٹی اور چین میں ان کے ساتھیوں نے پولرائٹنز کے بوس-آئنسٹائن کنڈینسیٹ (بی ای سی) کا استعمال کرتے ہوئے کمرے کے درجہ حرارت کا الٹرا فاسٹ آپٹو الیکٹرانک سوئچ تیار کیا ہے۔ یہ آلہ کمرے کے درجہ حرارت پر آل آپٹیکل کنٹرولڈ پولرائٹونک سوئچز کے اسپیڈ فرنٹیئر کو terahertz حکومت کی طرف دھکیلتا ہے۔
روشنی اور مادہ کواسی پارٹیکل
Exciton-polaritons، یا پولرائٹنز، فوٹان اور ایکزٹون کے درمیان جوڑے سے بنائے گئے کواسی پارٹیکلز ہیں، بعد میں الیکٹران ہول جوڑے ہیں۔ اس کام میں پولرائٹنز کی دو اہم ترین خصوصیات کا استعمال کیا گیا ہے۔ سب سے پہلے، quasiparticles بوسنز ہیں اور اس وجہ سے ایک واحد کوانٹم حالت میں ذرات کی میکروسکوپک تعداد پر مشتمل بوس-آئنسٹائن کنڈینسیٹ بنا سکتے ہیں۔ اس حالت میں، قطبین مربوط روشنی خارج کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ پولرائٹنز کا ایک بی ای سی پولرائٹن لیزر کے طور پر کام کر سکتا ہے۔ دوسرا، کچھ سیمی کنڈکٹرز کی بڑی ایکسائٹن بائنڈنگ انرجی - مثال کے طور پر، زنک آکسائیڈ (ZnO) - کمرے کے درجہ حرارت کے excitons کے وجود کی اجازت دیتی ہے، جو عملی آلات تیار کرنے کے لیے ایک اہم خصوصیت ہے۔ ان دو خصوصیات نے پولرائٹنز کو کمرے کے درجہ حرارت پر BECs کا مطالعہ کرنے اور کوانٹم اور آل آپٹیکل کمپیوٹنگ کے لیے آپٹو الیکٹرانکس سرکٹری تیار کرنے کے لیے ایک محرک پلیٹ فارم بنا دیا ہے۔
محققین نے ہائی انرجی لیزر پلس (جسے "پمپ" کہا جاتا ہے) کے ساتھ نظام کو پرجوش کر کے پولریٹونک BEC بنایا، جس سے پولاریٹن کی آبادی میں زبردست اضافہ ہوتا ہے۔ پولاریٹن کی آبادی کے اپنی خصوصیت کی زندگی کے بعد غائب ہونے کا انتظار کرنے کے بجائے، ایک پکوسیکنڈ کے حکم پر، فی چن اور ان کے ساتھیوں کا نیا خیال یہ ہے کہ قطبین کے فوٹوونک حصے کے ساتھ تعامل کرنے کے لیے "کنٹرول" سگنل کا استعمال کیا جائے اور ان کی تیز رفتاری کی اجازت دی جائے۔ فنا ان کا نظام الٹرا شارٹ سوئچنگ ٹائم اور اعلی معدومیت کا تناسب، اعلیٰ معیار کے سوئچ کی اہم خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔
سوئچنگ ٹائم
اپنا سوئچ بنانے کے لیے، ٹیم نے ZnO سیمی کنڈکٹر مائیکرو کیویٹی اور الٹرا وائلٹ پمپ پلس کا استعمال کیا جس کا دورانیہ چند فیمٹو سیکنڈز تھا۔ پمپ فوٹون گہا میں آگے پیچھے کی عکاسی کرتے ہیں اور ZnO کوانٹم کنویں کے ساتھ جوڑے کے اندر سرایت کرتے ہیں، جس سے پولاریٹن بی ای سی کا ایک اعلی کثافت پروفائل بنتا ہے، جس میں تقریباً 20 ملین کواسی پارٹیکلز شامل ہوتے ہیں۔ پولارٹون فوٹان لیک کرتے ہیں، جس کا پتہ ڈیوائس کے آؤٹ پٹ کے طور پر لگایا جا سکتا ہے۔ جب لاگو ہوتا ہے تو، کنٹرول پلس BEC کو پریشان کرتی ہے، جس سے پولاریٹن کی آبادی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ کمی کمرے کے درجہ حرارت اور سو فیمٹو سیکنڈ ٹائم اسکیل پر ہوتی ہے۔ یہ terahertz کے نظام سے مطابقت رکھتا ہے اور پچھلے آپٹو الیکٹرانک سوئچز سے 100 گنا تیز ہے۔
ختم ہونے کا تناسب
ایک اور اہم خصوصیت سسٹم کا "آن ٹو آف" تناسب ہے، جسے ختم ہونے کا تناسب بھی کہا جاتا ہے۔ تناسب جتنا زیادہ ہوگا، سوئچ اتنا ہی بہتر ہوگا، کیونکہ یہ شور کے لیے کم حساس ہوگا۔ اس سوئچ کا ناپید ہونے کا تناسب تقریباً 10 لاکھ ہے، جو پچھلے پولاریٹن سوئچز سے زیادہ شدت کا آرڈر ہے۔ یہ اعلی معدومیت کا تناسب، سوئچ کے انتہائی تیز رفتار سوئچنگ ٹائم اور کمرے کے درجہ حرارت کے آپریشن کے ساتھ مل کر مستقبل کے terahertz polaritonic اور آل آپٹیکل آلات کی ترقی کے لیے درکار کلیدی خصوصیات ہیں۔ لہذا یہ کام اس سمت میں ایک اہم پیشرفت کی نمائندگی کرتا ہے۔
اس نئے سوئچ کے بارے میں مزید تفصیلات میں شائع ہونے والے ایک مقالے میں مل سکتی ہیں۔ جسمانی جائزہ لینے کے خطوط.
