செயலற்றது என நினைக்கப்பட்ட சிப் அடுக்கை புதிய ஒளி மூலமாக மாற்றிய விஞ்ஞானிகள்

வெறும் கட்டமைப்பு ஆதரவாக மட்டுமே கருதப்பட்ட ஒரு ஃபோட்டானிக் சிப் அடுக்கு, புதிய ஒளி அதிர்வெண்களை உருவாக்கும் பணிக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது என, அட்வான்ஸ்டு ஃபோட்டானிக்ஸ் இதழில் வெளியான ஆய்வு தெரிவிக்கிறது. விரலின் நுனியில் அடங்கும் அளவுள்ள சிப்பில், சிலிக்கான் நைட்ரைடு மையத்தையும் அதைச் சுற்றியுள்ள சிலிக்கா அடுக்கையும் இணைத்து, பரந்த அளவிலான ஒளி அதிர்வெண்களை இந்தக் கருவி உருவாக்குகிறது.

ஃபோட்டானிக் சிப்கள், "அலைவழிகாட்டி" (waveguide) எனப்படும் நுண்ணிய வழிகள் மூலம் ஒளியை நகர்த்துகின்றன; பெரும்பாலான ஒளி மையத்திலேயே இருந்தாலும், ஒரு பகுதி சுற்றியுள்ள அடுக்கிற்குள் நுழைகிறது — இது பொதுவாக ஒரு செயலற்ற பக்க விளைவாகவே கருதப்படும். ஆய்வாளர்கள் வடிவமைத்த வளைய-வடிவ சிலிக்கான் நைட்ரைடு ரெசனேட்டரில், சுற்றும் ஒளிப்புலத்தில் சுமார் 31% சிலிக்காவுடன் மேற்பொருந்துகிறது; இதனால் ஒளி இரு பொருட்களுடனும் ஊடாடுகிறது. சிலிக்கான் நைட்ரைடு மையத்திற்குள், "நான்கு-அலை கலவை" (four-wave mixing) எனும் நேர்கோட்டற்ற செயல்முறை மூலம், சமமான இடைவெளியிலான ஒளி அதிர்வெண்களின் தொடரான "ஒளி அதிர்வெண் காம்பு" (optical frequency comb) உருவாகிறது. சிலிக்காவில், "ராமன் சிதறல்" (Raman scattering) எனும் தனி செயல்முறை, சில ஒளியை புதிய அதிர்வெண்ணுக்கு மாற்றுகிறது; போதுமான அளவு பெருக்கப்பட்டால், இது "ராமன் லேசிங்கை" உருவாக்குகிறது.

சிலிக்கா பூசப்பட்ட சிலிக்கான் நைட்ரைடு வளைய ரெசனேட்டர்களுக்குள் தொடர் அலை லேசர் ஒளியை ஆய்வாளர்கள் செலுத்தியபோது, பம்ப் அதிர்வெண்ணிலிருந்து 11 டெராஹெர்ட்ஸ் தொலைவில் ஒரு இரண்டாம் ஒளி சமிக்ஞை தோன்றியது — இது சிலிக்காவின் சிறப்பியல்பு ராமன் மாற்றத்துடன் பொருந்துகிறது — மேலும் பம்ப் அலைநீளத்தை மாற்றியபோது, அதே இடைவெளியைத் தக்கவைத்தபடி இந்த சமிக்ஞையும் நகர்ந்தது; இது சிலிக்காவில் ராமன் சிதறலே இந்த சமிக்ஞைக்குக் காரணம் என உறுதிசெய்தது. சிதறல் தன்மையை (dispersion) கட்டுப்படுத்த சிலிக்கான் நைட்ரைடு அலைவழிகாட்டியை சற்று அகலப்படுத்தியதன் மூலம், விளைந்த ஒளி அதிர்வெண் காம்பு 400 நானோமீட்டருக்கும் மேலாக நீட்டிக்கப்பட்டது.

சுமார் 140 மில்லிவாட் ஒளிச் சக்தியில் ராமன் லேசிங் தொடங்க வேண்டும் என ஆய்வாளர்கள் கணக்கிட்டிருந்தனர்; அளக்கப்பட்ட வாசல் மதிப்பு 143 மில்லிவாட் ஆக இருந்தது — இந்த நெருக்கமான பொருத்தம், ராமன் ஆதாயத்திற்கு சிலிக்கா அடுக்கே காரணம் என உறுதிசெய்தது. உருவாக்கப்பட்ட காம்புகள் முழுமையாக ஒத்திசைவு (coherence) அடையவில்லை — அதாவது காம்பு கோடுகளின் கட்டங்கள் முழுமையாக பொருந்தவில்லை; மிகக் கடினமான நேரமுறை மற்றும் அளவீட்டு பயன்பாடுகளுக்கு முழு ஒத்திசைவு முக்கியம் என ஆய்வாளர்கள் தெரிவித்தனர்.