کشف نیروهای نانوفوتونیک جدید

محققانی از دانشگاه گنت و مرکز تحقیقات نانوالکتریک  IMEC ،
نیروهای نانوفوتونیک دافعه و جاذبه‌‌‌‌‌‌‌‌ای را که به توزیع فضای نور مورداستفاده
وابسته‌‌‌‌اند، به نمایش کشیده‌‌‌‌اند. نتایج این تحقیقات بنیادی ممکن است تأثیرات
مهمی روی پردازش سیگنال ارتباطات از راه دور و نوری داشته باشد.
معمولاً تکانه‌ی
فوتونی نسبتاً ضعیف در نظر گرفته می‌‌‌‌شود. در دنیای بزرگ‌‌‌‌مقیاس ضربات فوتونی
بر روی یک شی، نیروی تقریباً نا‌‌‌‌چیزی را روی آن اعمال می‌‌‌‌کند. با این حال این
فرایند برای یک شی نانو‌‌‌‌مقیاس به میزان قابل توجهی متفاوت است. با محدود شدن نور
به سطح مقطع‌‌‌‌های بسیار کوچک و اختلاف غلظت‌‌‌‌های بزرگی که در توزیع میدان فضایی
نور وجود دارند، نیروی اختلاف غلظت نوری که بر روی هر فوتون القا می‌شود نیز به
میزان چشمگیری افزایش می‌‌‌‌یابد. این محققان با استفاده از فناوری‌‌‌‌های ساخت
پیشرفته‌، همانندDUV   (فرابنفش عمیق)، لیتوگرافی و خشک‌‌‌‌سازی نقطه‌ی بحرانی
دو موج‌‌‌‌بر موازی بر روی یک تراشه‌ی سیلیکون ـ روی ـ عایق تولید کردند.
موج‌‌‌‌برها مستقل بوده، به‌عنوان رشته‌‌‌‌های متحرک عمل می‌‌‌‌کنند. عرض آنها
برابر با ۴۴۵ نانو‌‌‌‌متر، ارتفاعشان ۲۲۰ نانو‌‌‌‌متر و طولشان تقریباً چیزی برابر
با ۲۵ میکرومتر است و از یکدیگر به میزان ۲۲۰ نانومتر فاصله دارند. این محققان با
فرستادن نور لیزر در میان این موج‌‌‌‌برها، توانستند در بین آنها نیروهای نوری
ایجاد کنند. این رشته‌‌‌‌‌‌‌‌ها متناسب با توزیع فضایی نور مورد نظر (هم در دامنه و
هم در فاز) یکدیگر را جذب یا دفع می‌‌‌‌کنند. نیروی دافعه‌‌‌‌ای که تاکنون
هیچ‌‌‌‌گاه به نمایش کشیده نشده‌است، این آزمایش علمی بنیادی را دارای اهمیت
ویژه‌‌‌‌ای می‌کند.این آزمایش ممکن است در نهایت تأثیر مهمی بر روند دستیابی به
ارتباطات از راه دور بسیار سریع برای آن دسته از نیروهای نوری داشته باشد که
گزینه‌ی مطلوبی برای پیاده‌‌‌‌سازی عملکردهای پردازش سیگنال تمام‌نوری بر روی یک
تراشه به شمار می‌روند. مسیریابی تمام‌‌‌‌نوری یکی از چالش‌‌‌‌های مهمی است که در
توسعه‌ی شبکه‌‌‌‌های ارتباطی سریع‌‌‌‌تر(همانند اینترنت) وجود دارد و روش جدید،
مسیری را برای دستیابی به راه‌‌حل‌‌‌‌های جدید برای فایق ‌‌‌‌آمدن بر این چالش‌‌‌‌
ارائه می‌‌‌‌کند.