مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

29 خبر
  • حرب الخليج
  • رياضة
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • حرب الخليج

    حرب الخليج

  • رياضة

    رياضة

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • منتدى الشرق الاقتصادي في فلاديفوستوك

    منتدى الشرق الاقتصادي في فلاديفوستوك

روسيا.. ابتكار ليزر مجهري بحجم بكتيريا يرسل الأشعة فوق البنفسجية لاستخدامه في الرقائق الضوئية

طوّر فريق بحثي من روسيا وبيلاروس والصين أجهزة ليزر مجهرية على ركائز من الياقوت قادرة على إطلاق أشعة فوق بنفسجية في درجة حرارة الغرفة.

روسيا.. ابتكار ليزر مجهري بحجم بكتيريا يرسل الأشعة فوق البنفسجية لاستخدامه في الرقائق الضوئية
صورة أرشيفية / hi-tech.mail.ru

وتتميز تلك الأجهزة بأحجام متناهية الصغر تبلغ حوالي ميكرومترين، وهو ما يُقارن بحجم بكتيريا.

وأفادت الخدمة الصحفية لمدرسة الاقتصاد العليا في موسكو بأن هذه الليزرات يمكن استخدامها في أجهزة الاستشعار والرقائق الضوئية وأجهزة الاتصالات.

وأوضح إدوارد مويسيف كبير الباحثين في المختبر الدولي للإلكترونيات الكمومية الضوئية بمدرسة الاقتصاد العليا قائلا: "يُستخدم الياقوت على نطاق واسع في الصناعات، ويمكن التعامل معه بطرق مألوفة في مجال الإلكترونيات الدقيقة، أي في  زراعة الطبقات، وتشكيل النقش، وحفر عناصر الجهاز، الأمر الذي يفتح الطريق أمام صنع رقائق ضوئية مدمجة للتحليل الطيفي، وأجهزة الاستشعار الحيوية، وأنظمة الاتصالات في النطاق فوق البنفسجي".

ويعمل الفريق العلمي لسنوات عديدة على تطوير ليزرات متناهية الصغر يمكن دمجها في الدوائر المتكاملة والأجهزة المصغرة التي تُقارن في حجمها بخلايا الدم الحمراء. ويُعد تنفيذ هذه المهمة عملية في غاية التعقيد، لأن تصغير حجم الليزر يؤدي إلى زيادة سريعة في مشاكل احتجاز الضوء داخل المرنان، بصفته بنية ينعكس فيها الضوء ويتضخم عدة مرات.

اكتشف العلماء مؤخرا أن هذه المشكلة يمكن حلها باستخدام تأثير ما يسمى بـ "المعرض الهامس" (whispering gallery)، بالإضافة إلى طبقة عازلة خاصة مكونة من مزيج من نتريد الألومنيوم ونتريد الألومنيوم والغاليوم، يتغير تركيبها تدريجيا كلما تعمقنا في سماكة هذه المادة. وتعمل هذه الطبقة الوسيطة على تعويض الضغوط الميكانيكية بين الركيزة والطبقات المصنوعة من نتريد الغاليوم والإنديوم، كما تقلل من تسرب الإشعاع، مما يسمح للليزر بالعمل بثبات حتى مع الأحجام الصغيرة.

وأظهرت التجارب اللاحقة على هذه الهياكل أن استخدام الركائز القائمة على الياقوت يتيح استخدامها لصنع ليزرات مدمجة تعمل في مجال الأشعة فوق البنفسجية العميقة. وهي تضاهي في أدائها أفضل نماذج الليزرات المدمجة الأخرى، لكن قطر العنصر الباعث نفسه يبلغ ميكرومترين فقط، وهو حجم يُقارن بالبكتيريا.

أصل تسمية "المعرض الهامس":
اشتق الاسم من ظاهرة شهيرة في قبة كاتدرائية سانت بول في لندن. فإذا همس شخص ما في اتجاه جدار القبة من جهة، يمكن لشخص آخر يقف على الجانب الآخر من القبة (على بُعد عشرات الأمتار) أن يسمع الهمس بوضوح شديد.

ويحدث ذلك لأن موجات الصوت تنعكس بشكل متكرر عن الجدران المنحنية للقبة وتنزلق على طول السطح دون أن تفقد طاقتها، وكأنها "تتمشى" على الحائط.

 كيف يعمل "المعرض الهامس" في الفيزياء (الضوء والليزر)؟
عند استخدامه في الضوء أو في الليزر  تعتمد الفكرة على الانعكاس الداخلي الكلي. فعندما يدخل شعاع ضوئي إلى جسم دائري صغير جدا (مثل كرة أو قرص زجاجي)، ينعكس الضوء على الجدران الداخلية بزوايا كبيرة جدا، مما يجعله يدور حول المحيط الداخلي ولا يستطيع الهروب. ويصبح الضوء محاصرا في مدار دائري صغير جدا.

وفي سياق الليزر متناهي الصغر، يمثل "المعرض الهامس" الحل السحري لمشكلة تصغير الحجم وتكمن فكرته في ما يلي:

  • في الليزر العادي، تحتاج إلى مرايا تواجه بعضها البعض لحصر الضوء.

  • في الليزر المصغر (على شكل قرص أو كرة)، يعمل السطح المنحني نفسه كـ"مرآة دائرية". والضوء الذي ينعكس داخلياً يسير في هذا المدار الدائري (تأثير المعرض الهامس) ويظل محاصراً لفترة كافية ليضخم ويصبح ليزراً، دون الحاجة إلى مساحة كبيرة أو مرايا خارجية.

  • هذا هو السبب الذي مكّن العلماء من صنع ليزر بحجم 2 ميكرومتر فقط (أصغر من خلية دم حمراء) مع الحفاظ على كفاءته.

المصدر: تاس

 

 

التعليقات

إيران والسعودية في صلبها.. خطة ترامب الشاملة للشرق الأوسط بعد انتهاء الحرب

زلّة لسان ترامب تفضح نواياه المكبوتة تجاه إيران

تصريحات غريبة لفانس عن اقتراب نهاية الزمان وحظوظه في دخول الجنة و"سير المسيح الدجال بيننا"

المصري عبد الرحمن السيد يعلن موقفه من اعتقال نتنياهو فور وصوله لواشنطن

اعتراف مفاجئ من فانس يسقط قناع دقة الصواريخ الأمريكية

تحليل محايد لخبراء الأسلحة يكشف نوع الذخيرة التي قتلت المدنيين في حفل الزفاف بإيران

"بذكاء اصطناعي".. إيران تعلن استخدام صواريخ ومسيرات جديدة لضرب قواعد أمريكا من الأردن إلى الإمارات

ترامب يكشف ما يحمله ويتكوف وكوشنر من مقترحات خلال زيارتهما لموسكو لإنهاء الصراع في أوكرانيا

ترامب يُعين قائما بأعمال وزير الجيش.. فهل تطيح مسيّرات الشرق الأوسط بـ"هيغسيث"؟

موسكو ترد بشأن سيادة القرم في الأمم المتحدة: أراضينا منذ قرون

زاخاروفا: تهديد زيلينسكي للطيران المدني نقطة اللاعودة

قاليباف يعلن موقف إيران من دعوة الصين لإنشاء بنية أمنية جديدة في المنطقة

القوات الروسية تفتك بسفن ومراكز لوجستية تمد قوات كييف وتدمر تجمعا لشاحنات النقل الثقيل

إيران تكشف عن "وثيقة قطرية" حول حصر الضربات في أهداف عسكرية أمريكية

إطالة النزاع لإحباط ترامب.. "نيويورك تايمز" تكشف عن ثقة عسكرية متصاعدة لدى طهران

ترامب يصف خصومه بالمرضى.. "يفضلون هزيمة أمريكا في إيران على انتصاري"

روسيا تحذر ألمانيا من نشرصواريخ ومسيرات تطال أهدافا على بعد آلاف الكيلومترات

قطر ترد على إيران: هجوم رأس لفان موثق رسميا وليس "مزعوما"

عُمان تتفادى تهديدات ترامب وتقدم ردها على مقترحات إيران حول مضيق هرمز

أوكرانيا.. نصب شكسبير يحل مكان تمثال بوشكين في بولتافا ويثير السخرية (فيديو)