ایک آلہ اتنا چھوٹا ہے کہ یہ ننگی آنکھ سے تقریبا پوشیدہ ہے مستقبل کے آپٹیکل سینسنگ چپس کی کلید بن سکتا ہے۔ کولوراڈو بولڈر یونیورسٹی کی ایک تحقیقی ٹیم نے ایک اعلی-کارکردگی کا "ریس ٹریک" آپٹیکل مائیکرو ریزونیٹر تیار کیا ہے جو روشنی کی کمی کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، جس سے کیمیکل کا پتہ لگانے، نیویگیشن آلات اور حتیٰ کہ کوانٹم پیمائش جیسی ایپلی کیشنز کا دروازہ کھل جاتا ہے۔ متعلقہ مقالہ اپلائیڈ فزکس لیٹرز کے نئے شمارے میں شائع کیا گیا تھا۔
اس تحقیق کا نتیجہ ایک چپ پر آپٹیکل ویو گائیڈ مائیکرو ریزونیٹر بنانا ہے۔ مائیکرو ریزونیٹر کی موٹائی انسانی بالوں کا صرف 1/10 ہے۔ مائیکرو ریزونیٹر کو ایک مائیکرو ڈیوائس کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے جو "روشنی کو پھنساتی ہے۔" روشنی اس کے اندر مسلسل گردش کرتی رہتی ہے، دھیرے دھیرے اس کی شدت جمع ہوتی جاتی ہے۔ جب روشنی کافی مضبوط ہوتی ہے تو سائنس دان اسے مختلف خصوصی نظری آپریشن انجام دینے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ روشن، کاغذ کے پہلے مصنف
لو کے مطابق، ان کا مقصد اس ڈیوائس کو کم آپٹیکل پاورز پر موثر طریقے سے چلانے کے قابل بنانا ہے۔
ٹیم نے "ریس ٹریک" گونجنے والوں پر توجہ مرکوز کی، ایک ایسا آلہ جس کا نام اس کی لمبی شکل کے لیے رکھا گیا ہے جو ریس ٹریک سے ملتا جلتا ہے۔ انہوں نے خاص طور پر ایک ہموار وکر ڈیزائن کو اپنایا جسے "Eulerian curve" کہا جاتا ہے، جو عام طور پر سڑکوں اور ریلوے پر دیکھا جاتا ہے، کیونکہ کاریں تیز رفتاری سے سفر کرتے وقت اچانک صحیح زاویوں پر نہیں مڑ سکتیں، اور روشنی کے پھیلاؤ کے لیے بھی ایسا ہی ہوتا ہے۔ اگر یہ بہت تیزی سے جھکتا ہے، تو یہ "سلپ" ہو جائے گا.
اس طرح کے ہموار موڑ کا استعمال آپٹیکل نقصانات کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے، جس سے فوٹان زیادہ دیر تک گونجنے والے کے اندر رہ سکتے ہیں، اس طرح تعامل کو بڑھاتا ہے۔ اگر روشنی کا بہت زیادہ نقصان ہو تو گونجنے والا کافی روشنی جمع نہیں کر سکتا اور اس کی کارکردگی بہت کم ہو جائے گی۔
صاف کمرے میں الیکٹران بیم لیتھوگرافی کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرو ریزونیٹر بنائے گئے تھے۔ روایتی فوٹو لیتھوگرافی کے برعکس، جو کہ روشنی کی طول موج سے محدود ہے، یہ ٹیکنالوجی ذیلی-نانو میٹر کی درستگی حاصل کر سکتی ہے اور مائیکرو-اسکیل آپٹیکل ڈھانچے کی پروسیسنگ کے لیے موزوں ہے۔ ڈیوائس کے انتہائی چھوٹے سائز کی وجہ سے، یہاں تک کہ چھوٹی دھول یا نقائص بھی روشنی کے پھیلاؤ کو متاثر کر سکتے ہیں، اس لیے صاف ستھرا ماحول بہت ضروری ہے۔
مواد کا انتخاب بھی اتنا ہی اہم ہے۔ ٹیم نے ایک قسم کا چلکوجینائیڈ سیمی کنڈکٹر شیشے کا مواد استعمال کیا۔ اس قسم کے مواد میں اعلی شفافیت اور مضبوط نان لائنر خصوصیات ہیں، جو اسے فوٹوونک آلات کے لیے بہت موزوں بناتے ہیں۔ تاہم، ان پر کارروائی کرنا مشکل ہے، جس کے لیے کارکردگی اور مینوفیکچرنگ کی دشواری کے درمیان توازن کی ضرورت ہوتی ہے۔ موڑنے کے نقصانات کو کم کر کے، ٹیم نے کامیابی کے ساتھ انتہائی-کم-کارکردگی کے حامل آلات بنائے جو موجودہ جدید مواد کے پلیٹ فارمز کے مقابلے ہیں۔
تحقیقی ٹیم نے کہا کہ مستقبل میں، یہ مائیکرو ریزونیٹر فوٹوونک سسٹمز میں ایک اہم جزو بننے کی امید ہے اور اسے مائیکرو لیزر، بائیو کیمیکل سینسر، اور کوانٹم نیٹ ورک ڈیوائسز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ حتمی مقصد اس ٹیکنالوجی کو آپٹیکل چپس میں تیار کرنا ہے جسے بڑے پیمانے پر تیار کیا جا سکتا ہے۔
