পুনর্বিন্যাসযোগ্য মেটাসারফেস একটি পিকোসেকেন্ডেরও কম সময়ে অসামঞ্জস্যপূর্ণ আলো চালায়

মেটাসারফেস এবং ন্যানোফোটোনিক্সের সর্বশেষ অগ্রগতি থেকে অঙ্কন করে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা একটি নতুন আলোর উত্স ডিজাইন করেছেন যা অতি সংক্ষিপ্ত টাইমস্কেলে অসামঞ্জস্যপূর্ণ আলোর রশ্মি চালাতে পারে। নির্মাণে ইগাল ব্রেনার এবং নিউ মেক্সিকোতে স্যান্ডিয়া ন্যাশনাল ল্যাবরেটরিজ-এর সহকর্মীরা, উত্সটিতে একটি পুনর্নির্মাণযোগ্য মেটাসারফেস রয়েছে যা কোয়ান্টাম বিন্দুগুলির সাথে এমবেড করা হয়েছে। আরও উন্নয়নের সাথে, ধারণাটি ভার্চুয়াল বাস্তবতা প্রদর্শন, স্বায়ত্তশাসিত যানবাহনের জন্য সেন্সর এবং আলো ব্যবস্থা উন্নত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

একটি অপটিক্যাল মেটাসারফেস ক্ষুদ্র উপাদানগুলির একটি প্যাটার্ন নিয়ে গঠিত, যার প্রতিটি আলোর সাথে যোগাযোগ করে। একটি মেটাসারফেসের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি এই উপাদানগুলির যৌথ প্রভাব থেকে উদ্ভূত হয় এবং মেটাসারফেসগুলি ফ্ল্যাট লেন্সের মতো দরকারী অপটিক্যাল উপাদান তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। পুনর্নির্মাণযোগ্য মেটাসারফেসগুলির অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা নিয়ন্ত্রিত উপায়ে পরিবর্তন করা যেতে পারে, এমনকি আরও সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি খুলতে পারে।

সম্প্রতি, গবেষকরা পুনরায় কনফিগারযোগ্য মেটাসারফেস তৈরি করেছেন যা লেজারের আলোকে নির্দিষ্ট দিকে নিয়ে যেতে পারে। এটি সম্ভব হয়েছিল কারণ লেজার আলো সুসঙ্গত - সমস্ত আলো পর্যায় এবং একই তরঙ্গদৈর্ঘ্যে।

যাইহোক, LED এবং ভাস্বর বাল্বগুলির মতো দৈনন্দিন উত্স দ্বারা নির্গত হওয়া অসামঞ্জস্যপূর্ণ আলোর জন্য এই বিম স্টিয়ারিং অর্জন করা যায়নি। "বর্তমানে, এমন কোনও 'ডিভাইস' নেই যা একটি LED এর মতো আলো নির্গত করতে পারে এবং গতিশীলভাবে নির্গমনকে একই সময়ে একটি নির্দিষ্ট দিকে নিয়ে যেতে পারে," ব্রেনার ব্যাখ্যা করেন।

কোয়ান্টাম ডটস

তাদের গবেষণায়, স্যান্ডিয়া দল একটি নতুন মেটাসারফেস ডিজাইন করে এই ত্রুটিটি সমাধান করেছে। তাদের ডিজাইনে একটি প্রতিসরণকারী ব্র্যাগ মিররে অবস্থিত একটি কোয়ান্টাম ডট-এমবেডেড মেটাসারফেস রয়েছে। এটি একটি আয়না যা বিভিন্ন প্রতিসরাঙ্ক সূচক সহ একাধিক, পর্যায়ক্রমে সাজানো স্তর দ্বারা গঠিত। একটি ব্র্যাগ আয়না তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি সংকীর্ণ ব্যান্ডে আলো প্রতিফলিত করে, অন্য আলোকে অতিক্রম করার অনুমতি দেয়।

প্রতিটি কোয়ান্টাম ডট অসামঞ্জস্যপূর্ণ আলো নির্গত করে এবং তাদের পরীক্ষায়, ব্রেনারের দল পর্যবেক্ষণ করেছে যে মেটাসারফেসের কারণে কোয়ান্টাম বিন্দুগুলি থেকে অসামঞ্জস্যপূর্ণ আলো পর্যায় পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়। এই পরিবর্তনগুলি আলোকে বিস্তৃত কোণে ছড়িয়ে পড়তে বাধা দেয় - এবং এর পরিবর্তে বেশিরভাগ আলোকে এক দিকে প্রচার করে।

আলোর প্রচারের দিকটি মেটাসার্ফেসে দুটি ভিন্ন লেজার পালস গুলি করে নিয়ন্ত্রিত হয়। একটি পালস অস্থায়ীভাবে মেটাসারফেসের প্রতিসরাঙ্ক সূচক পরিবর্তন করে, অন্য পালস কোয়ান্টাম বিন্দুগুলিকে আলো নির্গত করে। এটি এই পরিবর্তন যা নির্গত আলোকে চালিত করে।

"আমরা 70-ডিগ্রী পরিসরে মেটাসারফেসে এম্বেড করা কোয়ান্টাম বিন্দু থেকে অসামঞ্জস্যপূর্ণ নির্গমন চালাতে সক্ষম হয়েছি," ব্রেনার ব্যাখ্যা করেছেন। আরও কি, সাব-পিকোসেকেন্ড টাইমস্কেলে আলোকে চালিত করা যেতে পারে।

ব্রেনার উল্লেখ করেছেন যে ডিজাইনটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই ধারণার প্রমাণ মাত্র, ভবিষ্যতের উন্নতির জন্য অনেক জায়গা রয়েছে। "একটি চূড়ান্ত ডিভাইসে, এই প্যাটার্নটিকে বৈদ্যুতিকভাবে পুনরায় কনফিগার করতে হবে, যাতে শেষ পর্যন্ত আপনার নির্গমনের কোণটি পুনঃপ্রোগ্রাম করার জন্য একটি LED এবং অন্যান্য পরিচিতির সংমিশ্রণ থাকে," তিনি বলেছেন।

আরও উন্নয়ন প্রয়োজন

দলটি স্বীকার করে যে তাদের প্রযুক্তির বাণিজ্যিকীকরণ সম্ভবত এখনও কয়েক বছর দূরে। এখনও পর্যন্ত তারা যে ফলাফলগুলি অর্জন করেছে তার উপর ভিত্তি করে, তারা আশা করে যে অন্যান্য গবেষকরা প্রযুক্তির বিস্তৃত পরিসর সম্পর্কে ভাবতে শুরু করবে যা অসংলগ্ন আলোর নিয়ন্ত্রিত ম্যানিপুলেশন থেকে উপকৃত হতে পারে।

মাইক্রোওয়েভ মেটাসারফেস স্টেপিং মোটর ব্যবহার করে পুনরায় কনফিগার করা হয়

"হয়তো এই ধরনের ডিভাইস স্টিয়ারেবল লেজারগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে পারে," ব্রেনার বলেছেন, এটি আলোক ব্যবস্থায় শক্তি খরচ কমাতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

অন্যান্য সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে ছোট ডিসপ্লে যা নিম্ন-শক্তির LED ব্যবহার করে হলোগ্রাফিক ছবি সরাসরি চোখের উপর প্রজেক্ট করতে পারে। এটি ভার্চুয়াল এবং অগমেন্টেড রিয়েলিটি ডিভাইসগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযোগী হবে - এগুলি লেজার-ভিত্তিক সিস্টেমের তুলনায় অনেক সহজ এবং সস্তা করে তোলে। অন্যত্র, মেটাসারফেস রিমোট সেন্সিংয়ে কার্যকর হতে পারে। এতে স্ব-চালিত যানবাহন দ্বারা ব্যবহৃত LIDAR সিস্টেমগুলি তাদের আশেপাশের দৃশ্যকে অন্তর্ভুক্ত করে।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি ফোটোনিক্স.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/reconfigurable-metasurface-steers-incoherent-light-in-less-than-a-picosecond/