🟠ساعت‌های اتمی نوری، از آزمایشگاه تا صنعت

🔸 پژوهشگران دانشگاه آوکلند نیوزیلند، با همکاری محققانی از دانشگاه مریلند و مؤسسه ملی استانداردها و فناوری آمریکا (NIST)، روش تازه‌ای برای تولید شانه فرکانسی نوری روی تراشه (Chip-scale Optical Frequency Comb) توسعه داده‌اند؛ فناوری‌ای که می‌تواند یکی از موانع مهم کوچک‌سازی ساعت‌های اتمی نوری و سامانه‌های اندازه‌گیری فوق‌دقیق را برطرف کند. نتایج این پژوهش در ۳۰ سپتامبر ۲۰۲۶ در Nature منتشر شده است.

🔹شانه فرکانسی نوری را می‌توان نوعی «خط‌کش نوری» دانست: مجموعه‌ای از فرکانس‌های نوری با فاصله‌های منظم که برای اندازه‌گیری بسیار دقیق فرکانس نور، زمان و سایر کمیت‌ها به کار می‌روند. این فناوری نقشی اساسی در ساعت‌های اتمی نوری دارد؛ ساعت‌هایی که فرکانس یک گذار اتمی را به‌عنوان مرجع زمانی به کار می‌گیرند. با این حال، تولید و پایدارسازی شانه‌های فرکانسی معمولی به تجهیزات پیچیده و نسبتاً بزرگی نیاز دارد که استفاده از آن‌ها را خارج از آزمایشگاه دشوار می‌کند.

🔸 در این طرح، گروه پژوهشی به سرپرستی میرو ارکینتالو (Miro Erkintalo) از دو لیزر با فرکانس‌هایی استفاده کرده است که نسبت آن‌ها یک اکتاو است؛ یعنی یکی دو برابر دیگری فرکانس دارد. این دو لیزر به یک تشدیدگر حلقوی میکروسکوپی روی تراشه کوپل می‌شوند و فرایندهای نوری غیرخطی درون آن، فرکانس‌های میانی را ایجاد می‌کنند. برخلاف معماری‌های متداول که طیف نور از یک لیزر به‌تدریج گسترش می‌یابد، در این روش دو انتهای طیف از ابتدا مشخص‌اند و شانه فرکانسی میان آن‌ها شکل می‌گیرد. این آرایش خودهم‌تراز، کنترل و پایدارسازی سامانه را ساده‌تر می‌کند.

🔹 اهمیت نتیجه فقط در کوچک‌کردن یک قطعه نوری نیست. پژوهشگران نشان داده‌اند که سامانه تراشه‌ای می‌تواند سه عملکرد کلیدی را انجام دهد: تولید فرکانس‌های نوری دقیق، تولید سیگنال‌های کم‌نویز در محدوده امواج میلی‌متری و خوانش یکپارچه ساعت نوری. در صورت توسعه بیشتر، این فناوری می‌تواند به ساخت ساعت‌های اتمی نوری کوچک‌تر و قابل‌حمل، سامانه‌های ناوبری مستقل از GPS، هم‌زمان‌سازی شبکه‌های مخابراتی و حسگرهای دقیق کمک کند.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Nature

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار