Işık tellere veda ediyor: ABD'den bin lazerli fotonik çip

Işığı çiplerin içindeki mikroskobik kablolarda tutmak yerine serbest uzaya verimli bir şekilde aktaran yeni platform, optik dünyasındaki en büyük darboğazlardan birini aştı. Nature dergisinde yayınlanan bu gelişme, kuantum hesaplamadan 3D baskıya kadar pek çok endüstride hız ve verimlilik rekorları kırılmasını sağlayacak.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), MITRE, Sandia Ulusal Laboratuvarları ve Arizona Üniversitesi iş birliğiyle geliştirilen bu yeni fotonik çip, geleneksel sistemlerin aksine ışığı sadece kendi içinde dolaştırmıyor; onu bir projeksiyon gibi dış dünyaya fırlatıyor. Sistemin başarısı, ‘mikroskobik kayak rampaları’ olarak adlandırılan ve çip yüzeyinden yukarı doğru kıvrılan binlerce minik yayıcıda saklı.

MİKROSKOBİK KAYAK RAMPALARI İLE HASSAS KONTROL

Araştırmacılar, bu rampaları oluşturmak için üretim aşamasında farklı genleşme oranlarına sahip iki malzemeyi (silikon nitrür ve alüminyum nitrür) katmanladı. Soğuma sırasında oluşan gerilme farkı, yapıların doğal olarak yukarı doğru kıvrılmasını sağladı. MIT’den Henry Wen, bu yeniliği şu sözlerle özetliyor:

"Bir çipte ışık teller içinde hareket eder, ancak serbest uzayda ışık istediği yere gider. Bu iki dünya arasında arayüz oluşturmak uzun zamandır bir zorluktu. Şimdi tek bir atışta çipin dışındaki dünyayla etkileşime girebilen binlerce kontrol edilebilir lazer ışını oluşturabiliyoruz."

KUANTUM AY YOLCULUĞU VE TİCARİ UYGULAMALAR

Projenin çıkış noktası, ‘Kuantum Ay Yolculuğu Programı’ kapsamında elmas kübitlere dayalı bir kuantum hesaplama platformu oluşturmak. Milyonlarca kübitin hassas lazer kontrolü gerektirdiği geleceğin kuantum bilgisayarları için bu çip, kontrol edilebilir lazer ordusu görevini üstleniyor.

Teknolojinin dönüştüreceği sektörler:

• LiDAR sistemleri: Otonom araçlar için daha kompakt ve yüksek çözünürlüklü sensörler.
• 3D baskı: Lazer tabanlı üretim süreçlerinde çok daha yüksek hız ve detay hassasiyeti.
• Artırılmış gerçeklik (AR): Hafif, kompakt ve son derece parlak ekranlara sahip akıllı gözlükler.
• Ekran teknolojisi: Tuz tanesinin yarısı büyüklüğündeki alanlara yansıtılan, her ışının bir piksel gibi çalıştığı süper yoğun ekranlar.

Sistemin en dikkat çekici özelliklerinden biri de kararlılığı. Araştırmacılar, sistemin hata düzeltmeye ihtiyaç duymadan mükemmel bir şekilde sabit kaldığını ve belirli bir zamanda hangi renk lazerin açılacağının milisaniyeler içinde hesaplanabildiğini belirtiyor.