فيزيکدانان دانشگاه استنفورد يک سوئيچ اپتوالکتريکي فوق سريع ساختهاند که ميتواند در عرض 2 نانوثانيه از حالت روشن به خاموش تبديل شود.
به گزارش سرويس فنآوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين ابزار همچنين سرعت تکرار بسيار بالايي در حد 20 مگاهرتز داشته و اتلاف بسيار کمي دارد. اين ابزار را ميتوان در محدوده وسيعي از کاربردها همچون شناسايي بسيار حساس اتمها در يک تداخلسنج که در نهايت ميتواند به اندازهگيري دقيق ساختارهاي ريز منجر شود، به کار برد.
هلگر مولر رهبر اين گروه پژوهشي ميگويد: «همانند ساير تلفيقکنندههاي الکترواپتيکي، ما نيز از يک بلور الکترواپتيکي که قطبيت يک نور ليزري را به عنوان تابعي از ولتاژ (اثر Pockels) و قطبنده عوض ميکند، استفاده ميکنيم».
اين ابزار به گونهاي تنظيم شده است که زماني که هيچ ولتاژي به بلور الکترواپتيکي اعمال نميشود، قطبنده مسير اشعه ليزري را سد ميکند. زماني که ولتاژي که به نام ولتاژ «نصف موج» خوانده ميشود و در اين مورد 250 ولت است، اعمال ميشود، اين بلور قطبيت نور را به ميزان 90 درجه چرخش داده و 100 درصد نور را از خود عبور ميدهد.
مولر توضيح ميدهد که دستيابي به سرعت بسيار بالايي سوئيچزني در زمان 2 نانوثانيه به لطف طراحي پيشرفته تلفيقکننده ممکن شده است.
اين طراحي مبتني بر يک لامپ سهقطبي (تريود) شبکهاي محکم در مرحله نهايي تقويتکننده است که توسط ترانزيستورهاي نيروي برق عبوري کار ميکند و اين ترانزيستورها سريعترين ترانزيستورهايي هستند که اکنون وجود دارند.
مولر ميگويد: «با وجودي که ترانزيستورهايي با ولتاژ و محدوده جريان مورد نياز براي پايه برق وجود دارند، تريود ما به دليل ظرفيتهاي پارازيتي پايين، برتر است؛ ظرفيت پارازيتي پايين به طور مستقيم منجر به سرعت بالاتر ميشود.
سوئيچهايي با سرعت بالا قبلاً نيز شاخته شدهاند، اما اين سوئيچها در حد چند پالس بر ميليثانيه محدود مي باشند. اين سرعت معادل حدود 100 کيلوهرتز ميباشد، در حالي که در سوئيچ جديد فرکانس سوئيچزني حدود 20 مگاهرتز ميباشد. سرعت پايين تکرار عمدتاً به دليل پخش نيروي برق در اين ابزارها ميباشد.
به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فنآوري نانو، مولر ميافزايد: « تلفيقکنندههاي فيبر نوري نيز ميتوانند بسيار سريع باشند، اما تلفات جااندازي بالايي دارند. اين يعني حداقل 50 درصد نيروي يک اشعه آزاد تلف ميشود؛ به علاوه، «آستانه آسيب» در اين ابزارها در محدوده چند ميليوات است (نه چند وات). ترکيب تمام اين فاکتورها براي سوئيچ ما بينظير است».
نتايج اين کار تحقيقاتي در مجله Review of Scientific Instruments منتشر شده است.
