تست عنوان
close
فدراسیون سرآمدان علمی ایران | اخبار | انتقال کامل اطلاعات دیجیتالی توسط لنزهای اپتیکی
متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۶/۰۵/۱۲

تعداد بازدید : ۱۲۵

تعداد رای : ۳

انتقال کامل اطلاعات دیجیتالی توسط لنزهای اپتیکی

دانشمندان لنزهای اپتیکی ای را اختراع کرده اند که دارای دو ویژگی است که تا به امروز فاقد آن بوده اند: تمرکز کردن خودکار و اثر اپتیکی ای به نام اثر تالبت که الگوهای نوری تکرار شونده تولید میکند. دانشمندان نشان دادند که ترکیب این دو ویژگی میتواند برای ارسال سیگنالهای دیجیتالیِ کد شده بدون از دست رفتن اطلاعات بکار رود و این تکنولوژی کاربرد فراوانی در ساخت سیستم های ارتباطیِ اپتیکیِ موثر دارد.

ژیانجیانگ ونگ و هویی لیو از دانشگاه نانجینگ و هوانیانگ چن از دانشگاه ژیامن به همراه همکارانشان، مقاله ای در رابطه با لنزهای جدید بنام " لنزهای منسجم" در مجله ی Physical Review Letters چاپ کرده اند. 

این لنزهای منسجم که به لنزهای میکائیلی هم معروفند در زمینه ی اپتیک انتقالی تقسیم بندی میشوند; اپتیک انتقالی بر اساس این ایده است که لنزها میتوانند نور را انتقال دهند (مانند فضا زمان خمیده که نور را خم میکند). هدف اصلی این پژوهش طراحی لنزهای منسجم است که بطور همزمان در دو محدوده کار میکنند: محدوده ی اپتیک هندسی که در آن نور به صورت ذره ای در نظر گرفته میشود و در محدوده ی اپتیک موجی که نور به صورت ذرات موج گونه در نظر گرفته میشود. کار کردن در هر دو محدوده بصورت همزمان بسیار چالش برانگیز است از آنجا که این دو محدوده نیاز به اندازه ی طول موج متفاوتی دارند. از طرفی، طول موج مورد استفاده باید بسیار کوچکتر از اندازه ی لنزها باشد و همزمان از اندازه ی واحدهای سازنده ی لنزها نیز باید بزرگتر باشد. برای حل کردن این مشکلات دانشمندان شروع به بکارگیری لنزهای ماهی- مانندِ مکسول به عنوان پایه های لنزهای منسجم کردند. این لنزها برای اولین بار در سال 1850 به کار برده شده است. به گفته ی دانشمندان پیدا کردن لنزی با ویژگیهای دلخواه با استفاده از اپتیک انتقالی سنتی بسیار چالش برانگیز است، بخشی از مشکل پیدا کردن میدیومِ سه بعدی است. از طرفی دیگر، اپتیک انتقالی منسجم به میدیومهای دوبعدی نیاز دارد که باعث سادگی در ساخت آن میشود.

در حالی که از اپتیک های انتقالی میتوان برای طراحی وسائل اپتیکی جدید بهره گرفت اما معمولا برای استفاده از آنها در وسائل کاربردی با مشکلات زیادی روبرو خواهیم شد. در این پژوهش راهی قابل دستیابی برای بدست آوردنِ وسائل اپتیکی انتقالی رائه شده است. 

بعد از ساخت لنزهای منسجم، پژوهشگران نشان دادند که این لنزها میتوانند به صورت خودکار تمرکز (فوکس) کنند و این ویژگی برای اپتیکهای هندسی است و همچنین این لنزها خصوصیات تالبت (Talbot) را از خود نشان دادند که از ویژگیهای اپتیک موجی است. بر همین اساس، این وسیله دو قلمرو متفاوتِ اپتیک هندسی و اثر تالبت را به هم پیوند میدهد. اثر تالبت که در این وسیله مشاهده شده است از اثرهای مشابه و سنتی تالبت بسیار متفاوت است و علت آن اضافه شدنِ ویژگیهای تمرکز کردن خودکار است. یکی از مهمترین تفاوت ها این است که اثرات مرزی که بر اثر تالبت سنتی تاثیر گذار است در این اثر تالبت منسجم دیده نمیشود. در اثرِ نبود پراکندگی، اثر تالبت منسجم میتواند برای انتقال الگوهای اپتیکی کدگذاری شده در فواصل بسیار طولانی با انحرافی بسیار کوچک مورد استفاده قرار بگیرد. پژوهشگران معتقدند این توانایی در آینده میتواند منجر به روشی با بهروری بالا برای انتقال اطلاعات دیجیتالی با سرعت تبادلی اپتیکی بسیار بالا بدون از بین رفتن هیچ بخشی از اطلاعات شود. بدین ترتیب میتوان نواری از اطلاعات اپتیکی دیجیتال ( 0 و 1) را بصورت ارتباط موازی فرستاد که بسیار سریعتر از ارتباط سریالی مورد استفاده در موجبرها و فیبرهای اپتیکی معمولی است. همچنین اثر تالبت منسجم میتواند منجر به کاهش خطاهای انتقال شود و علت آن ویژگیهای غیر پراکنده کننده و همچنین قابلیت تمرکز خودکار در الگوهای میدانی است. در آینده میتوان با ساخت "قطعات فوتونیکی منسجم" (که از کاربردهای آینده ی این پژوهش است) از آنها در کامپیوترهای کوانتومی بهره برد. همچنین شبیه سازی اثرات کوانتومی در فضای خمیده در نسبیت عام با استفاده از اپتیک انتقالی منسجم میتواند انجام گیرد و بنابراین میتوان پدیده هایی مانند افق سیاه چاله و تشعشعات هاوکینگ را بررسی کرد. 
 
لازم به یاد آوری است مجله Physical Review Letters در گروه ج مجلات برتر فدراسیون سرآمدان علمی ایران مورد حمایت قرار می‌گیرد و محققان ایرانی با انتشار مقالات خود در این مجله می‌توانند تا سقف 100 میلیون ریال حمایت تشویقی دریافت نمایند.

برای مشاهده این مقاله، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نـــام
ایمیل
نظر شما
کارکترهایی که در تصویر می بینید را وارد نمایید. (حساس به حروف کوچک و بزرگ)