به گزارش خبرگزاری علم و فناوری، به نقل از دانشگاه تهران، این پژوهش که در قالب رساله دکتری وحید غفاری و به راهنمایی دکتر لیلا یوسفی، دانشیار دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران انجام شده است، در نتیجه آن یک سیستم یکپارچه نوری مبتنی بر فراسطح برای چرخش پرتو نوری در فضا طراحی شد.

 درباره اهمیت استفاده از چرخش پرتو در باند نوری، دکتر لیلا یوسفی گفت: رادار نوری، گونه‌ای رادار است که در فرکانس‌های مادون قرمز طراحی می‌شود و در ساخت خودروهای بدون راننده (خودران)، نمایش هولوگرافیک، سنجش از راه دور و نقشه‌برداری سه بعدی به کار می‌رود. برای سنجش موانع پراکنده در فضا، از چرخش نور این رادارها بهره می‌گیرند که معمولاً به روش‌های مکانیکی انجام می‌شود. روش‌های مکانیکی سرعت پایین و توان مصرفی بالا دارند. با بهره‌گیری از سیگنال الکتریکی برای چرخش پرتو در فضا، سرعت اسکن افزایش و توان مصرفی کاهش یافته و کل سیستم کنترل پرتو ابعاد به مراتب کوچک‌تری در این پژوهش، پیدا کرده است. از فراسطح الکتریکی و ماده جدیدی به نام گرافن برای چرخش پرتو در این روش جدید، استفاده شده است.

سرپرست گروه تحقیقاتی نانوفوتونیک و فرامواد دانشگاه تهران، درباره مزایای این روش در مقایسه با سایر روش‌های چرخش پرتو، توضیح داد:در سال‌های اخیر در روش‌هایی که ارائه شده است، عمدتاً از یک فراسطح قابل تنظیم برای چرخش پرتو نوری استفاده می‌شود.  ساختاری متشکل از مجموعه‌ای از الِمان‌های کوچک است که سلول واحد یا فراسطح، نامیده می‌شوند. نقص این روش‌ها در آن است که باید مشخصات هر سلول واحد به کمک سیگنال‌های الکتریکی تغییر کند.

عضو هیأت علمی دانشگاه تهران ادامه داد: این موضوع باعث افزایش توان مصرفی و افزایش تعداد سیگنال‌های کنترلی برای چرخش پرتو و پیچیدگی زیاد سیستم  می‌شود. به طور مثال اگر در ساختار طراحی شده در این پژوهش از روش‌های قبلی استفاده می‌شد، برای اسکن پرتو نوری در فضا، باید نزدیک به سیصد سیگنال کنترلی در اختیار قرار می‌گرفت؛ در حالی که تنها از پنج سیگنال کنترلی برای چرخش پرتو در روش پیشنهادی در این پژوهش، استفاده شده است. این امر در ساده‌سازی ساختارهای چرخش پرتو بسیار مفید بوده و می‌تواند به صورت یکپارچه در رادارهای نوری به کار رود.

وی افزود: در این پژوهش با بهره‌گیری از لنز فراسطح و شکل‌دهی ساختار هر یک از نانوآنتن‌های پلاسمونیکی مهندسی پرتو انجام شده است. دستیابی به سرعت بالای چرخش پرتو نیز از طریق ماده گرافن، که سرعت واکنش بالایی نسبت به سیگنال الکتریکی دارد، میسر شده است. نتایج این تحقیق در حوزه مخابرات پرسرعت نوری، ادوات با چند نقطه کانونی و ذخیره‌سازی انرژی محیطی نیز کاربرد دارد.