تثبيت التذبذبات الحرارية الضوئية باستخدام الرنانات الضوئية الدقيقة الهجينة

كوسيلة لتقليل استهلاك الطاقة في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بشكل كبير، يتم إجراء الكثير من الأبحاث للانتقال من الدوائر الإلكترونية، حيث يتم فقدان معظم الطاقة كحرارة، إلى الدوائر الضوئية، التي تتمتع بكفاءة عالية للغاية في استخدام الطاقة. يمكن لأمشاط السيارات الضوئية التي تستخدم الرنانات الضوئية الدقيقة تحديد المرجع الزمني للدوائر الضوئية بدقة عالية، وهي أصغر بكثير وأرخص من أمشاط التردد الضوئية التي تستخدم أجهزة الليزر التقليدية ذات الوضع المقفل. وهي تجذب الانتباه باعتبارها مكونًا مهمًا في النظام

على وجه الخصوص، يمكن للرنانات الضوئية الدقيقة المصنوعة من فلوريد الكالسيوم، والتي لديها معامل امتصاص بصري صغير جدًا، أن تهتز أمشاط السيارة الضوئية بطاقة أقل بكثير من الرنانات الضوئية الدقيقة التقليدية المصنوعة من فلوريد المغنيسيوم أو السيليكا. ومع ذلك، في الرنانات الضوئية الدقيقة لفلوريد الكالسيوم، يعمل التأثير الحراري البصري والتمدد الحراري، المشتقان من الحرارة الدقيقة المتولدة عندما تمتص المادة الضوء، بشكل فعال لجعل الرنان أصغر وأكبر، على التوالي، وتحدث تذبذبات حرارية بصرية حيث تتقلب الطاقة الضوئية داخل الرنان بشكل دوري. ونتيجة لذلك، كانت هناك مشكلة تتمثل في عدم إمكانية التذبذب المستقر لمشط السيارة البصري، لذلك اعتبر من الصعب وضع الرنانات الضوئية الدقيقة المصنوعة من فلوريد الكالسيوم في الاستخدام العملي كمصادر ضوئية لمشط السيارة البصري.

لذلك، في هذه الدراسة، اقترحنا تجويفًا بصريًا صغيرًا هجينًا يحتوي على بنية يتم فيها دمج السيليكون، الذي يتمتع بموصلية حرارية عالية، داخل تجويف صغير من فلوريد الكالسيوم. في التجويف البصري الدقيق الهجين، يعمل السيليكون كمشتت للحرارة، مما يجعل من الممكن التخلص بكفاءة من الحرارة التي تسبب عدم الاستقرار.