أخبار ar.wedoany.com، نشر فريق البروفيسور بينغ تشاو من كلية الإلكترونيات بجامعة بكين، بالتعاون مع جامعة هاربين للهندسة وجامعة ITMO الروسية، بحثًا في مجلة "Nature Nanotechnology" بعنوان "Optical multistability in a compact microcavity enabled by near-exceptional coupling". من خلال تصميم أنماط رنين فائقة الجودة شبه منحلة لتحقيق اقتران غير هيرميتي قريب من النقطة الشاذة، نجح الفريق في الحصول على ثلاثية استقرارية بصرية منخفضة العتبة على رقاقة سيليكونية يبلغ قطرها 20 ميكرومترًا فقط، مما يوفر وحدات أساسية جديدة للتخزين البصري متعدد القيم والشبكات العصبية البصرية.
الاستقرارية المتعددة تعني وجود حالات مستقرة متعددة للنظام تحت نفس الظروف الخارجية، وهي إحدى السمات الأساسية للأنظمة غير الخطية المعقدة، وعنصر رئيسي لتحقيق التخزين البصري متعدد القيم. لكن التأثيرات البصرية غير الخطية ضعيفة، مما يجعل تحقيق الاستقرارية المتعددة على المستوى النانوي تحديًا طويل الأمد. انطلق الفريق من تماثل التجويف الدقيق للبلورة الفوتونية، مستخدمًا طي منطقة بريلوين لبناء أنماط منحلة، وإدخال اقتران غير هيرميتي عبر قناة إشعاعية مشتركة من خلال اضطراب هيكلي. عندما يقترب النظام من النقطة الشاذة، يحدث اقتران مهجن بين النمطين المميزين، مما ينتج أنماطًا هجينة متساوية تقريبًا في الطول الموجي وعرض الخط. هذه الحالة، المسماة "الاقتران القريب من النقطة الشاذة (NEC)"، تمكن التجويف الدقيق من تبادل الطاقة بكفاءة مع القناة الإشعاعية والحفاظ على تفاعل مستقر بين الأنماط، مما يضع الأساس لتوليد الاستقرارية البصرية المتعددة.
في التجربة، حقق الفريق نمط رنين بعامل جودة يصل إلى 10⁶ داخل تجويف دقيق من البلورة الفوتونية السيليكونية يبلغ قطره 20 ميكرومترًا فقط. بفضل عامل الجودة العالي للغاية وآلية NEC التي تعزز المجال داخل التجويف للنمطين، أظهر النظام خاصية ثلاثية الاستقرارية تعتمد على اللاخطية الحرارية البصرية. أظهرت حلقات التباطؤ التي تم رصدها تجريبيًا أن النظام يمكنه التبديل بين ثلاث حالات مستقرة عند قدرة إدخال منخفضة للغاية تبلغ 240 ميكروواط فقط.
بناءً على هذا الاكتشاف، عرض الفريق نموذجًا أوليًا لجهاز ذاكرة بصرية متعددة القيم. من خلال تعديل قدرة الضوء الداخل أو طوله الموجي، يمكن للنظام التبديل بسرعة وموثوقية بين ثلاث حالات شدة مستقرة. يثبت هذا الإنجاز جدوى استخدام فيزياء غير هيرميتية للتحكم في اللاخطية البصرية، كما يوفر وحدات بناء أساسية جديدة لتطوير شبكات عصبية بصرية قابلة للتوسع وإعادة التشكيل، ومعالجات حوسبة عصبية الشكل. يكشف هذا البحث عن استراتيجية عامة لتحقيق استقرارية متعددة قوية في أنظمة فوتونية مدمجة من خلال التحكم في الاقتران الإشعاعي للنمط.
نُشرت النتائج ذات الصلة في مجلة "Nature Nanotechnology" في 16 يونيو 2026. الباحث ليو تشن، طالب الدكتوراه في كلية الإلكترونيات بجامعة بكين، هو المؤلف الأول، والدكتور وانغ فانفاي والبروفيسور بينغ تشاو من كلية الإلكترونيات بجامعة بكين والمختبر الوطني الرئيسي لنقل الفوتونات والاتصالات هما المؤلفان المشاركان للمراسلة. حظي هذا العمل بدعم من برنامج البحث والتطوير الرئيسي الوطني ومؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية وغيرها من المشاريع.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
