محققان موسسه ملی فناوری و استاندارد موفق به ساخت تراشه‌ای جدید شده است که در آن از نانولوله‌های کربنی استفاده شده است. این تراشه می‌توند اندازهگیری توان لیزر را ساده‌تر کند. از این سیستم می‌توان در سیگنال‌های نور عبوری از فیبرهای نوری و ادوات مخابراتی استفاده کرد.
تراشه‌ای جدید برای اندازهگیری دقیق توان لیزر
محققان موسسه ملی فناوری و استاندارد موفق به ساخت تراشه‌ای جدید شده است که در آن از نانولوله‌های کربنی استفاده شده است. این تراشه می‌توند اندازهگیری توان لیزر را ساده‌تر کند. از این سیستم می‌توان در سیگنال‌های نور عبوری از فیبرهای نوری و ادوات مخابراتی استفاده کرد.
پژوهشگران NIST تراشه‌ای سیلیکونی ساخته‌اند که به آن رادیومتر کرایوژنیک گفته می‌شود. این دستگاه قادر است با دقت و کارایی بسیار بالایی توان نوری را شناسایی کند. همچنین از این سیستم می‌توان برای اندازهگیری توان لیزر استفاده کرد که در نهایت محققان NIST قصد دارند تا از آن برای کالیبراسیون تجهیزات مشتریان خود استفاده کنند.
جان لیمان رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید این پروژه بخشی از برنامه پیشگامی ما برای اندازهگیری توان لیزر است. این کار با استفاده از نانولوله‌های کربنی قابل انجام است. هرچند بسیاری نانولوله‌های کربنی را به عنوان ماده‌ای بسیار سیاه می‌شناسند اما ویژگی دیگری نیز در این ماده وجود دارد که می‌توان از آن استفاده کرد و آن خواص گرمایی نانولوله است.
مهندسان موسسات مترولوژی در سراسر جهان با استفاده از واحدهای الکتریکی توان لیزرها را مشخص می‌کنند. اما رادیومتر انرژی لیزر را جذب کرده و آن را به گرما تبدیل می‌کند. در قدم بعد مقدار گرمای تولید شده اندازهگیری شده و مقدار آن به مقدار توان الکتریکی صرف شده برای تولید گرما تبدیل می‌شود. نتایج کار محققان نشان داد که این رادیومتر بسیار کوچک می‌تواند هم توان لیزر و هم توان الکتریکی را با دقت بالایی اندازهگیری کند. این تست در دمای ۳٫۹ کلوین انجام می‌شود.
آرایه‌های عمودی نانولوله‌های کربنی دارای خواص جالب متعددی هستند. این آرایه‌های قادرند تا نور را در طول موج‌های مختلف جذب کنند، مقاومت الکتریکی آنها کاملا به گرما بستگی دارد. این نانولوله‌ها در رادیومتر سه کار مختلف انجام می‌دهند: اول این که به‌عنوان جاذب نور و گرم کننده الکتریکی عمل می‌کنند، دوم این که ترمیستور است ( ترمیستور قطعه‌ای است که مقاومت الکتریکی آن با گرما تغییر می‌کند). این نانولوله‌ها روی تراشه‌های سیلیکونی میکرومقیاس رشد داده می‌شوند، طول آنها ۱۵۰ نانومتر و قطرشان ۱۰ نانومتر هستند.
رادیومترهای کرایوژنیک معمولی از ترکیبات مختلفی ساخته شده‌اند که کار با آنها بسیار دشوار است اما ساخت این سیستم ساده‌تر بوده و حساسیت آن کاملا قابل تنظیم است.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Extreme Darkness: Carbon Nanotube Forest Covers NIST’s Ultra-dark Detector و NIST Device Measures Absolute Optical Power in Fiber at Nanowatt Levels در نشریه Tech Beat به چاپ رسیده است.
