Ánh sáng chậm
Làm chậm ánh sáng là một tin mới được tung ra trong năm 2005, với các nhà nghiên cứu khắp nơi trên thế giới báo cáo về những cú đột phá trong lĩnh vực này. Đặt sự chú ý vào ánh sáng là quan trọng vì nó có thể thúc đẩy sự phát triển của các chíp bộ nhớ quang học và các cảm biến sinh học.
Động cơ chính là việc xây dựng các vật đệm hoàn toàn bằng quang học, có khả năng làm trì hoãn và lưu trữ tạm thời các xung ánh sáng. Những thiết bị như vậy sẽ có những tác động quan trọng tới các mạng viễn thông, tính năng tính toán quang học và mạng ăng-ten pha quang học.
Hơn nữa, giải pháp thiết thực để kiểm soát thời gian của các pha ánh sáng có thể dễ dàng phát hiện ra hơn là các nhà khoa học tưởng, nhờ việc biến đổi một số linh kiện bán dẫn nổi.
Các nhà khoa học ở Trung tâm Nghiên cứu COM, Đan Mạch gần đây vừa cho thấy hai bộ phận viễn thông thông dụng, đó là máy khuếch đại quang học bán dẫn chấm lượng tử và các máy môđun hấp điện, có thể làm chậm việc truyền các xung ánh sáng. Đồng thời, một nhóm của trường Đại học California ở Berkeley và trường Đại học Texas, Mỹ, đã chứng minh rằng, khi được định hình theo kiểu một máy khuếch đại, một tia lade phát sáng bề mặt hố thẳng cũng có thể thực hiện công việc này. Cả ba hướng tiếp cận hoạt động bằng cách điều khiển một cách thận trọng các thế hiệu dịch điện được chế tạo theo yêu cầu của khách hàng.
Tuy nhiên, có lẽ sự phát triển thú vị gần đây nhất trong lĩnh vực này là của các nhà nghiên cứu ở Trung tâm Nghiên cứu IBM T J Watson, Mỹ. Họ đã chứng tỏ một con chip silic kết hợp các máy phát nhiệt nhỏ với công nghệ tinh thể photon có thể điều khiển tốc độ của các xung ánh sáng và làm giảm vận tốc của ánh sáng bằng một yếu tố lên tới 300 độ. Thiết kế của họ có đặc điểm là một thiết bị dẫn sáng silic có độ dài 250 micro mét được tạo thành với 109 lỗ có đường kính nm và đặt trong một mối tương quan gần với một cái công tắc điện. Việc cung cấp một tín hiệu điện cho cái công tắc điện làm nóng thiết bị dẫn sáng và cho phép nhóm nghiên cứu điều chỉnh tốc độ của các xung hồng ngoại, nhờ có phản ứng với thay đổi trong biểu thị hồng ngoại. Theo ông Yurii Vlaslov của IBM giải thích, hướng tiếp cận chip-bán dẫn làm chậm ánh sáng có thể có rất nhiều ích lợi. Nó sẽ có rất nhiều lợi thế trong môi trường khí và các môi trường khác. Tuy vậy, việc đo đạc là một thách thức lớn bởi vì các xung lan tỏa theo nhiều hướng và khó mà xác định được bất cứ một vận tốc nào cho một xung ánh sáng nhiều hướng như vậy. Để thực hiện việc đo đạc vận tốc, các nhà khoa học đặt hai thiết bị hướng sáng và máy phát nhiệt cạnh nhau trong một thiết bị để tạo ra một cái giao thoa Mach Zehnder nhỏ bé . Một cánh tay của thiết bị giao thoa hoạt động với vai trò để tham khảo còn cánh tay khác hoạt động như một cánh tay tốc độ.
Một hướng tiếp cận nữa với việc đo các xung là tạo ra một đoạn phim “ánh sáng chậm”. Sử dụng Kính hiển vi quang học quét trường gần nhạy pha (PS-NSOM), nhóm hợp tác Ultrafast Photonics Collaboration đã vẽ được hình ảnh ánh sáng đang truyền xuyên qua một tinh thể quang lượng tử bị thủng bởi 260 hố có đường kính nm. Nhóm nghiên cứu cho biết, hiện giờ họ có thể tạo ra những hình ảnh và đoạn phim với độ phân giải cỡ nano cho thấy quá trình truyền các xung ánh sáng chậm trong máy hướng sáng. Nhờ có công cụ này, các hình ảnh của PS-NSOM cho thấy các xung ánh sáng có khoảng thời gian là 120 fs được phóng trong máy hướng sáng của nhóm di chuyển với tốc độ bằng 1/1000 tốc độ của ánh sáng trong chân không.
Các pin năng lượng mặt trời polyme
Những pin điện quang polyme màng mỏng, dẻo, có thể được tạo ra bằng quy trình sản xuất từng cuộn một, có thể nhanh chóng trở thành địch thủ của loại pin năng lượng mặt trời silic truyền thống. Hãng Konarka của Mỹ đã liên kết với Hãng Siemen trong các hoạt động nghiên cứu pin điện quang hữu cơ. Hãng này cho rằng có thể chế tạo ra những sản phẩm đầu tiên trong vòng 12-36 tháng. Đại diện của hãng cho rằng một trong những đặc tính của sản phẩm thương mại của Hãng sẽ là sản phẩm sẽ có chiều dài hàng trăm tới hàng ngàn feet. Hiện nay, Hãng đang nghiên cứu các thành phần hóa học của sản phẩm được đặt tên là Power Plastic và đang quan tâm tới việc bổ sung các chất nhạy làm cho vật liệu phản ứng với tia hồng ngoại gần. Những ích lợi đầu tiên của Power Plastic có thể sẽ là đối với các thiết bị cảm biến và đồ điện tử gia dụng xách tay vốn thường xuyên cần xạc lại điện. Giả sử nếu khắc phục được chi phí và tăng được hiệu quả bảo tồn, thì các pin quang điện polyme một ngày nào đó sẽ trở thành một nguồn năng lượng xanh quan trọng. Thay vì một nhà máy tiêu thụ than ta có thể vừa có một nhà kính trồng nho sử dụng mái là những màng plastic có chức năng kép và với một diện tích rộng để làm nhà máy phát điện.
Các pin năng lượng mặt trời thông thường hoạt động tốt khi có đủ nắng, điều này có nghĩa là các thiết bị sử dụng năng lượng điện có một khung hạn chế là 4-6 giờ để tạo ra được năng lượng. Công nghệ Power Plastic thích hợp hơn với các mức ánh sáng chậm hơn và có thể thực sự tốt hơn với công nghệ pin mặt trời dưới những điều kiện đó. Rất nhiều ứng dụng cho các sản phẩm có sử dụng công nghệ này bao gồm các cửa sổ, cửa ra vào, mái hiên và ngói tự phát điện. Trong tương lai những sản phẩm này có thể hoàn toàn bao gồm vật liệu được kích hoạt bằng ánh sáng và sẽ dần dần thay thế các chất liệu xây dựng hiện đang được sử dụng.
Nguồn: Optics, 13/1/2006
