With New Optical Device, Engineers Can Fine Tune The Color Of Light

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Dengan perangkat optik baru, para insinyur dapat menyesuaikan warna cahaya

Shanhui Fan (Kredit gambar: Rod Searcey)

Abstrak:
Di antara pelajaran pertama yang dipelajari siswa sains sekolah dasar adalah bahwa cahaya putih sama sekali tidak putih, melainkan gabungan dari banyak foton, tetesan kecil energi yang membentuk cahaya, dari setiap warna pelangi - merah, oranye, kuning , hijau, biru, nila, ungu.

Dengan perangkat optik baru, para insinyur dapat menyesuaikan warna cahaya

Stanford, CA | Diposting pada 23 April 2021

Sekarang, para peneliti di Universitas Stanford telah mengembangkan perangkat optik yang memungkinkan para insinyur untuk mengubah dan menyempurnakan frekuensi masing-masing foton dalam aliran cahaya ke hampir semua campuran warna yang mereka inginkan. Hasilnya, diterbitkan 23 April di Nature Communication, adalah arsitektur fotonik baru yang dapat mengubah bidang mulai dari komunikasi digital dan kecerdasan buatan hingga komputasi kuantum mutakhir.

“Alat baru yang kuat ini menempatkan tingkat kendali di tangan insinyur yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan,” kata Shanhui Fan, seorang profesor teknik kelistrikan di Stanford dan penulis senior makalah tersebut.

Efek daun semanggi

Strukturnya terdiri dari kabel rugi-rugi rendah untuk cahaya yang membawa aliran foton yang lewat seperti banyak mobil di jalan yang sibuk. Foton kemudian memasuki serangkaian cincin, seperti jalur landai di daun semanggi jalan raya. Setiap cincin memiliki modulator yang mengubah frekuensi foton yang lewat - frekuensi yang dilihat mata kita sebagai warna. Mungkin ada cincin sebanyak yang diperlukan, dan teknisi dapat mengontrol modulator dengan baik untuk memutar transformasi frekuensi yang diinginkan.

Di antara aplikasi yang dibayangkan para peneliti termasuk jaringan saraf optik untuk kecerdasan buatan yang melakukan komputasi saraf menggunakan cahaya, bukan elektron. Metode yang ada saat ini yang mencapai jaringan saraf optik tidak benar-benar mengubah frekuensi foton, tetapi hanya merutekan ulang foton dari satu frekuensi. Melakukan komputasi saraf seperti itu melalui manipulasi frekuensi dapat menghasilkan perangkat yang jauh lebih kompak, kata para peneliti.

“Perangkat kami merupakan penyimpangan yang signifikan dari metode yang ada dengan footprint kecil namun menawarkan fleksibilitas teknik baru yang luar biasa,” kata Avik Dutt, seorang sarjana pasca-doktoral di lab Fan dan penulis kedua makalah tersebut.

Melihat cahaya

Warna foton ditentukan oleh frekuensi foton beresonansi, yang selanjutnya merupakan faktor panjang gelombangnya. Foton merah memiliki frekuensi yang relatif lambat dan panjang gelombang sekitar 650 nanometer. Di ujung lain spektrum, cahaya biru memiliki frekuensi yang jauh lebih cepat dengan panjang gelombang sekitar 450 nanometer.

Transformasi sederhana mungkin melibatkan pengalihan foton dari frekuensi 500 nanometer ke, katakanlah, 510 nanometer - atau, seperti yang dicatat oleh mata manusia, perubahan dari sian menjadi hijau. Kekuatan arsitektur tim Stanford adalah dapat melakukan transformasi sederhana ini, tetapi juga yang jauh lebih canggih dengan kontrol yang baik.

Untuk menjelaskan lebih lanjut, Fan menawarkan contoh aliran cahaya yang masuk terdiri dari 20 persen foton dalam rentang 500 nanometer dan 80 persen pada 510 nanometer. Dengan menggunakan perangkat baru ini, seorang insinyur dapat menyempurnakan rasio tersebut menjadi 73 persen pada 500 nanometer dan 27 persen pada 510 nanometer, jika diinginkan, sambil mempertahankan jumlah total foton. Atau rasionya bisa 37 dan 63 persen, dalam hal ini. Kemampuan untuk mengatur rasio inilah yang membuat perangkat ini baru dan menjanjikan. Selain itu, di dunia kuantum, satu foton dapat memiliki banyak warna. Dalam keadaan itu, perangkat baru sebenarnya memungkinkan perubahan rasio warna yang berbeda untuk satu foton.

"Kami mengatakan perangkat ini memungkinkan transformasi 'sewenang-wenang' tetapi itu tidak berarti 'acak'," kata Siddharth Buddhiraju, yang merupakan mahasiswa pascasarjana di lab Fan selama penelitian dan penulis pertama makalah dan yang sekarang bekerja di Facebook Reality Lab. “Sebaliknya, yang kami maksud adalah bahwa kami dapat mencapai transformasi linier apa pun yang dibutuhkan insinyur. Ada banyak kontrol teknik di sini. "

“Ini sangat serbaguna. Insinyur dapat mengontrol frekuensi dan proporsi dengan sangat akurat dan berbagai macam transformasi dimungkinkan, ”tambah Fan. “Ini memberikan tenaga baru di tangan para insinyur. Bagaimana mereka akan menggunakannya, itu terserah mereka. "

# # #

Penulis tambahan termasuk sarjana postdoctoral Momchil Minkov, sekarang di Flexcompute, dan Ian AD Williamson, sekarang di Google X.

Riset ini didukung oleh US Air Force Office of Scientific Research.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Tom Abat
650-736-2245

@tokopedia

Hak Cipta © Universitas Stanford

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: