Kelajakni tasavvur qiling-a, sizning droningiz tutun bilan toʻlgan yongʻin sahnalarida- yoki Mars roveri qum boʻronlarini bosib oʻtadi, lekin ular radio toʻlqinlari yoki oddiy lazerlar orqali emas, balki koʻrinmas “ultrabinafsha nurlar” orqali-yuqori tezlikda maʼlumot almashadi.
Yaqinda Nottingem universiteti va London Imperial kolleji olimlari birgalikda inqilobiy aloqa texnologiyasini ishlab chiqdilar: axborotni soniyasiga trillionlab marta uzatish uchun juda qisqa toʻlqin uzunligi (UV{0}}C) boʻlgan ultrabinafsha nurlardan foydalanish. Jarayon aql bovar qilmaydigan darajada tez-bir koʻz yumishda, u yuzlab trillionlab maʼlumotlarni uzatishni yakunlashi mumkin. Ushbu innovatsion yutuq 2026-yil 5-yanvarda eng yuqori darajadagi xalqaro Light: Science & Applications jurnalida chop etildi va ekstremal muhitlarda yuqori{7}}tezkor aloqa uchun yangi eshiklarni ochdi.
Ushbu innovatsiyaning zamirida ham uzatish, ham qabul qilish qobiliyatiga ega ikki tomonlama ultrabinafsha lazer tizimi yotadi. An'anaviy aloqa ko'pincha infraqizil yoki ko'rinadigan yorug'likka tayanadi, ammo ular juda muhim cheklovlarga duch keladi: tutun, chang, barglar yoki hatto qurilish burchaklari kabi to'siqlarga duch kelganda signallar buziladi. Bundan farqli o'laroq, olimlar to'lqin uzunligi 100 dan 280 nanometrgacha bo'lgan UV{2}}C nurlaridan foydalanganlar. Bu yorug'lik ajoyib xususiyatga ega: u tumanga tushganda har tomonga sakraydigan chiroq nuriga o'xshab havoda intensiv ravishda tarqaladi. Garchi bu kamchilikdek tuyulishi mumkin boʻlsa-da, aynan mana shu “kamchilik” “koʻrish chizigʻi-boʻlmagan{9}}aloqasini taʼminlaydi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, uzatuvchi va qabul qiluvchi o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri yo'l bo'lmasa ham, yorug'lik havoda bir necha marta aylansa ham, ma'lumot berilishi mumkin.
Ammo mana shu narsa: UV-C yorug'lik foydali bo'lsa-da, uni boshqarish juda qiyin. O'nlab yillar davomida olimlar bu yorug'likni samarali ishlab chiqarish va aniq aniqlashga qodir bo'lgan uskunalarga ega emas edilar. Yoki yorug'lik manbalari katta va qimmat edi yoki detektorlar amaliy bo'lish uchun juda sezgir edi. Bu safar tadqiqot guruhi nihoyat yechim topdi: “kaskadli ikkinchi garmonik avlod” deb nomlangan optik texnikadan foydalanib, ular oddiy lazer nurini bosqichma-bosqich ultra-qisqa UV{5}}C impulslarga “siqdilar”. soniyaning trilliondan bir qismi). Bu butun bir yuqori aniqlikdagi film haqidagi maʼlumotni chaqmoq chaqishidan koʻra son-sanoqsiz marta tezroq chaqnash-ga oʻxshaydi.
Qabul qiluvchi yanada muhimroq. An'anaviy kremniyga{1}}asoslangan datchiklar o'rniga tadqiqotchilar ikki o'lchovli galiy selenid (GaSe)-faqat bir necha atom qatlamlari, masalan, ultra yupqa qog'oz varaqlari-dan foydalandilar. Bu material ultrabinafsha nurlar-C nuriga oʻta sezgir boʻlib, hatto xona haroratida ham tez javob beradi. Shuningdek, u noyob "superchiziqli" xususiyatni namoyish etadi: yorug'lik qanchalik kuchli bo'lsa, oqim tezroq kuchayadi, bu zaif signallarni aniq aniqlash imkonini beradi. Butun detektor molekulyar nur epitaksisi (MBE) texnologiyasidan foydalangan holda 2 dyuymli sapfir gofretda "o'stirildi" va bu kelajakda boshqariladigan xarajatlar bilan ommaviy ishlab chiqarishga yo'l ochdi.
Uning samaradorligini tekshirish uchun jamoa bepul-kosmik aloqa tajribasini o‘tkazdi: bir tomoni UV-C lazer yordamida ma’lumotni (matn yoki buyruqlar kabi) kodlagan, ikkinchi tomoni esa uni ikki o‘lchovli material sensori yordamida qabul qilib, dekodlagan. Natijalar rag'batlantiruvchi{4}}ma'lumotlar aniq va ajoyib tezlikda uzatildi. Bu tizim nafaqat ishlashini, balki real{6}}jahon stsenariylarida ham foydalanish mumkinligini ko‘rsatadi.
Xo'sh, bu texnologiya aniq nima qila oladi? Birinchidan, u, ayniqsa, murakkab, xavfli yoki koʻrish chegarasi-toʻsiqlari-boʻlgan-muhitlar uchun juda mos keladi. Masalan, quyuq tutun ichida operatsiyalarni muvofiqlashtirgan o't o'chiruvchilar, vayronalar ostidan omon qolganlarni qidirayotgan robotlar yoki qum bo'roni paytida aloqani ta'minlovchi avtonom avtoulov parklari. Ikkinchidan, UV{5}}C nuri mavjud radiochastota diapazonlariga xalaqit bermasligi va osonlikcha tutib olinmasligi sababli, u xavfsiz harbiy aloqa uchun ulkan salohiyatga ega. Bundan tashqari, ushbu oʻta tezkor lazerlardan ultra{7}}yuqori-oʻlchamdagi mikroskopik tasvirlash, materiallarni aniq qayta ishlash va hatto kvant optikasidagi yangi hodisalarni oʻrganish uchun ham foydalanish mumkin.
Yetakchi tadqiqotchi professor Amaliya Patane shunday dedi: "Bu odamlar birinchi marta femtosekundli UV{0}}C lazerlarni ishlab chiqarish va aniqlashni yagona ishlab chiqarishga-mos keladigan platformaga birlashtirgani. Biz nafaqat "qurol"ni, balki ularning "ko'zlarini" ham yaratdik." Tizimning yuqori samaradorligi va nisbatan sodda tuzilishi uni portativ qurilmalar uchun istiqbolli qiladi, ko'proq laboratoriyalar va korxonalar uchun potentsial arzon.
Albatta, bu texnologiya hali ham mobil telefonga o'rnatishdan uzoqdir. Ammo uning ahamiyati "ultrabast ultrabinafsha aloqa" yo'lining hayotiyligini isbotlashdadir. Ikki oʻlchovli materiallar va fotonik chiplarning rivojlanishi bilan bir kun kelib biz dronlar, sunʼiy yoʻldoshlar yoki hatto taqiladigan qurilmalar- ichiga oʻrnatilgan tirnoq oʻlchamidagi UV-C aloqa modullarini koʻrishimiz mumkin.
