ابزارهای فتونیکی مجتمع، موج فناوری را در آینده ایجاد خواهند کرد. این ابزارها بسیار کوچک و کم‌مصرف خواهند بود و از فوتون‌ها در مقیاس نانو بهره خواهند برد. مقدمات توسعه این ابزارها در حال حاضر در دانشگاه پکینگ در بیجینگ چین در حال انجام است؛ گروهی از محققان این دانشگاه یک ماده نانوکامپوزیتی را ساخته و آزمایش کرده‌اند که می‌تواند در ابزارهای فتونیکی مجتمع مورد استفاده قرار بگیرد.
کلیدزنی فتونیکی با استفاده از ماده نانوکامپوزیتی جدید
ابزارهای فتونیکی مجتمع، موج فناوری را در آینده ایجاد خواهند کرد. این ابزارها بسیار کوچک و کم‌مصرف خواهند بود و از فوتون‌ها در مقیاس نانو بهره خواهند برد. مقدمات توسعه این ابزارها در حال حاضر در دانشگاه پکینگ در بیجینگ چین در حال انجام است؛ گروهی از محققان این دانشگاه یک ماده نانوکامپوزیتی را ساخته و آزمایش کرده‌اند که می‌تواند در ابزارهای فتونیکی مجتمع مورد استفاده قرار بگیرد.
کیهانگ گونگ یکی از محققان این پژوهش می‌گوید: «این کار کاربردهای زیادی دارد». آنها یک نانوکامپوزیت پلیمری توسعه داده‌اند که می‌تواند در کلیدزنی فتونیکی مورد استفاده قرار بگیرد. نتایج کار آنها در Applied Physics منتشر شده است.
گونگ توضیح می‌دهد: «این ماده نانوکامپوزیتی از نانوذرات نقره تشکیل شده است که درون یک بستر MEH-PPV منتشر شده‌اند. MEH-PPV یک ماده پلیمری مزدوج غیرخطی آلی است». او اشاره می‌کند که کامپوزیت نانونقره-MEH-PPV دارای حساسیت غیرخطی بالایی بوده و هنگام تهییج ارتعاشی، زمان پاسخ‌دهی پایینی دارد. این ویژگی‌ها، نانوکامپوزیت ذکر شده را به ماده ایده‌آلی برای کاربردهای کلیدزنی بسیار سریع تبدیل می‌کند. گونگ می‌افزاید: «استفاده از فرایند انتقال سریع انرژی، پاسخ بسیار سریع در کلیدزنی را به همراه دارد». این محققان چینی دریافتند با استفاده از این نانوکامپوزیت، امکان دستیابی به زمان پاسخ‌دهی غیرخطی ۳۵ پیکوثانیه وجود دارد.
این گروه از پژوهشگران برای بررسی این نانوکامپوزیت جدید از یک روش پمپ و روبش فمتوثانیه‌ای استفاده کردند. نانوذرات نقره و ملکول‌های MEH-PPV به صورت ارتعاشی و با استفاده از یک لیزر پمپی تهییج شدند. در طول این فرایند انرژی از مولکول‌های MEH-PPV به نانوذرات نقره انتقال می‌یابد. برای تغییر ارتباط زمانی میان پالس پمپی و روبشی، از یک خط تأخیر استفاده شد. گونگ توضیح می‌دهد: «هنگام تهییج با استفاده از لیزر پمپی، ضریب شکست موثر ماده کامپوزیتی تغییر می‌کند. این امر موجب ایجاد تغییر در شکاف باندی فتونیکی و در نتیجه نشر لیزر روبشی می‌شود». زمانی که این پدیده روی می‌دهد، اثر کلیدزنی حاصل می‌شود.
گونگ می‌گوید این ماده کامپوزیتی خاص برای کلیدزنی‌های تمام‌نوری بسیار سریع ایده‌آل است. « MEH-PPVپایداری محیطی و حرارتی بالایی دارد، از آستانه آسیب اُپتیکی بالایی برخوردار است و کیفیت فیلم نازک آن خوب است». به علاوه تولید این ماده راحت بوده و با استفاده از فناوری‌های موجود انجام می‌پذیرد. گونگ همچنین اشاره می‌کند که این ماده نانوکامپوزیتی از ویژگی موجبری خوبی نیز برخودار است.
