5.2 C
Брюссель
Понедельник, Март 20, 2023

«Преобразование отраслей» — технология, основанная на свете, может вдохновить лунную навигацию и сельское хозяйство следующего поколения

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Информация и мнения, воспроизведенные в статьях, принадлежат тем, кто их излагает, и они несут ответственность за это. Публикация в The European Times автоматически означает не одобрение точки зрения, а право на ее выражение.

SciTech Daily
SciTech Dailyhttps://www.scitechdaily.com
SciTechDaily предлагает лучшее интеллектуальное, информированное освещение и анализ науки и техники, которые вы можете найти ежедневно, от огромного количества великих писателей и отличных исследовательских институтов.
svg%3E — «Преобразование отраслей» — технология, основанная на свете, может вдохновить лунную навигацию и сельское хозяйство следующего поколения

Этот чип размером с ноготь изготовлен из тонкопленочного ниобата лития и может использоваться для передачи данных (интернет) или биологических датчиков, поскольку этот чип чувствителен к изменениям окружающей среды. Предоставлено: Университет RMIT.


Ведущие ученые в этой области предсказывают, что чрезвычайно тонкие чипы из ниобата лития превзойдут кремниевые чипы в технологиях на основе света. Эти чипы имеют широкий спектр потенциальных применений, от обнаружения спелых фруктов на расстоянии на Земле до управления навигацией на Луне.

По словам ученых, искусственный кристалл ниобата лития является предпочтительной платформой для этих технологий из-за его превосходных характеристик и достижений в технологии производства.


RMIT университета Выдающийся профессор Арнан Митчелл и Университет Аделаиды Доктор Энди Боес возглавил эту группу экспертов со всего мира для обзора возможностей и потенциальных применений ниобата лития в журнале Science.

Международная команда, включающая ученых из Пекинского университета в Китае и Гарвардский университет в Соединенных Штатах работает с промышленностью над созданием навигационных систем, которые, как планируется, помогут марсоходам двигаться по Луне в конце этого десятилетия.

svg%3E — «Преобразование отраслей» — технология, основанная на свете, может вдохновить лунную навигацию и сельское хозяйство следующего поколения

Этот чип размером с ноготь сделан на тонком фильм ниобата лития. Его можно использовать в ряде приложений, в том числе в телекоммуникациях, чтобы сделать наш Интернет быстрее. Предоставлено: Университет RMIT.


Так как невозможно использовать глобальную систему позиционирования (GPS) на Луне, навигационные системы в луноходах должны будут использовать альтернативную систему, и именно в этом проявляется новаторство команды.

По словам Митчелла, обнаруживая крошечные изменения в лазерном свете, чип из ниобата лития можно использовать для измерения движения без внешних сигналов.

«Это не научная фантастика — этот искусственный кристалл используется для разработки ряда интересных приложений. И конкуренция за использование потенциала этой универсальной технологии накаляется», — сказал Митчелл, директор Интегрированного центра фотоники и приложений.

Он сказал, что в то время как лунное навигационное устройство находится на ранних стадиях разработки, технология чипов из ниобата лития «достаточно зрела, чтобы ее можно было использовать в космических приложениях».


«Наша технология чипов из ниобата лития также достаточно гибкая, чтобы ее можно было быстро адаптировать практически к любому применению, в котором используется свет», — сказал Митчелл.

«Сейчас мы сосредоточены на навигации, но та же технология может быть использована для подключения интернета на Луне к интернету на Земле».

Что такое ниобат лития и как его можно использовать?

Ниобат лития — это искусственный кристалл, который был впервые обнаружен в 1949 году, но, по словам Боэса, «снова в моде».

«Ниобат лития нашел новое применение в области фотоники — науки и технологии света — потому что, в отличие от других материалов, он может генерировать и управлять электромагнитными волнами во всем спектре света, от микроволновых до ультрафиолетовых частот», — сказал он.

«Кремний был предпочтительным материалом для электронных схем, но его ограничения становятся все более очевидными в фотонике.

«Ниобат лития снова вошел в моду благодаря своим превосходным возможностям, а достижения в производстве означают, что теперь он легко доступен в виде тонких пленок на полупроводниковых пластинах».

По словам Боэса, слой ниобата лития примерно в 1,000 раз тоньше человеческого волоса помещается на полупроводниковую пластину.

«Фотонные схемы печатаются на слое ниобата лития, который адаптирован в соответствии с предполагаемым использованием чипа. Микросхема размером с ноготь может содержать сотни различных схем», — сказал он.


Как работает технология лунной навигации?

По словам Митчелла, команда работает с австралийской компанией Advanced Navigation над созданием оптических гироскопов, в которых лазерный свет запускается как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки в витке волокна.

«Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, когда катушка перемещается, волокно становится немного короче в одном направлении, чем в другом», — сказал он.

«Наши фотонные чипы достаточно чувствительны, чтобы измерить эту крошечную разницу и использовать ее, чтобы определить, как движется катушка. Если вы можете отслеживать свои движения, то вы знаете, где вы находитесь относительно того, с чего начали. Это называется инерциальной навигацией».

Потенциальные приложения ближе к дому

Эта технология также может быть использована для дистанционного определения зрелости фруктов.


«Газ, выделяемый спелыми фруктами, поглощается светом в средней инфракрасной части спектра», — сказал Митчелл.

«Дрон, парящий в саду, будет передавать свет другому, который будет определять степень поглощения света и готовность фруктов к сбору урожая.

«Наша технология микрочипов намного меньше, дешевле и точнее, чем современные технологии, и может использоваться с очень маленькими дронами, которые не повредят фруктовые деревья».

Следующие шаги


По словам Митчелла, Австралия может стать глобальным центром производства интегрированных фотонных чипов из ниобата лития, что окажет большое влияние на приложения в технологиях, использующих все части спектра света.

«У нас есть технология для производства этих чипов в Австралии, и у нас есть отрасли, которые будут их использовать», — сказал он.

«Фотонные чипы теперь могут трансформировать отрасли, выходящие далеко за рамки оптоволоконной связи».

Ссылка: «Фотоника ниобата лития: раскрытие электромагнитного спектра» Андреаса Боэса, Лин Чанга, Карстена Лангрока, Мэнцзе Ю, Миан Чжан, Цян Линь, Марко Лончара, Мартина Фейера, Джона Бауэрса и Арнана Митчелла, 6 января 2023 г., Наука.
DOI: 10.1126 / science.abj4396


- Реклама -

Еще от автора

- Реклама -

Должен прочитать

- Реклама -

Последние статьи