Peranti yang sangat kecil sehingga hampir tidak dapat dilihat dengan mata kasar boleh menjadi kunci kepada cip penderiaan optik pada masa hadapan. Pasukan penyelidik di University of Colorado Boulder telah membangunkan mikroresonator optik "landasan lumba" berprestasi tinggi-yang boleh mengurangkan kehilangan cahaya dengan ketara, membuka pintu kepada aplikasi seperti pengesanan kimia, peralatan navigasi dan juga pengukuran kuantum. Kertas kerja yang berkaitan telah diterbitkan dalam terbitan baharu Surat Fizik Gunaan.
Hasil kajian ini adalah untuk mencipta mikroresonator pandu gelombang optik pada cip. Ketebalan mikroresonator hanya 1/10 daripada rambut manusia. Mikroresonator boleh difahami sebagai peranti mikro yang "memerangkap cahaya." Cahaya beredar secara berterusan di dalamnya, secara beransur-ansur mengumpul keamatan. Apabila cahaya cukup kuat, saintis boleh menggunakannya untuk melakukan pelbagai operasi optik khas. Bright, pengarang pertama kertas itu
Menurut Lu, matlamat mereka adalah untuk membolehkan peranti ini beroperasi dengan cekap pada kuasa optik yang lebih rendah.
Pasukan itu menumpukan pada resonator "litar lumba", sebuah peranti yang dinamakan untuk bentuk memanjangnya yang menyerupai litar lumba. Mereka secara khusus menggunakan reka bentuk lengkung licin yang dipanggil "lengkung Eulerian", yang biasa dilihat di jalan raya dan kereta api, kerana kereta tidak boleh tiba-tiba membelok pada sudut tepat apabila bergerak pada kelajuan tinggi, dan perkara yang sama berlaku untuk perambatan cahaya. Jika ia membengkok terlalu tajam, ia akan "tergelincir".
Menggunakan lenturan licin sedemikian dengan ketara mengurangkan kehilangan optik, membolehkan foton kekal di dalam resonator lebih lama, sekali gus meningkatkan interaksi. Jika terdapat terlalu banyak kehilangan cahaya, resonator tidak dapat mengumpul cahaya yang mencukupi dan prestasinya akan berkurangan dengan banyak.
Mikroresonator telah dibuat menggunakan litografi rasuk elektron di dalam bilik bersih. Tidak seperti fotolitografi tradisional, yang dihadkan oleh panjang gelombang cahaya, teknologi ini boleh mencapai ketepatan sub-nanometer dan sesuai untuk memproses struktur optik berskala-mikro. Disebabkan saiz peranti yang sangat kecil, habuk atau kecacatan yang kecil mungkin menjejaskan penyebaran cahaya, jadi persekitaran yang bersih adalah penting.
Pemilihan bahan adalah sama kritikal. Pasukan itu menggunakan sejenis bahan kaca semikonduktor chalcogenide. Bahan jenis ini mempunyai ketelusan yang tinggi dan sifat tak linear yang kuat, menjadikannya sangat sesuai untuk peranti fotonik. Walau bagaimanapun, ia sukar untuk diproses, memerlukan keseimbangan antara prestasi dan kesukaran pembuatan. Dengan mengurangkan kerugian lentur, pasukan berjaya mencipta peranti ultra-rendah-dengan prestasi yang setanding dengan platform bahan termaju semasa.
Pasukan penyelidik menyatakan bahawa pada masa hadapan, mikroresonator ini dijangka menjadi komponen utama dalam sistem fotonik dan boleh digunakan dalam mikrolaser, penderia biokimia, dan peranti rangkaian kuantum. Matlamat utama adalah untuk membangunkan teknologi ini menjadi cip optik yang boleh dihasilkan secara besar-besaran.
