📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

نبضة الضوء، مثل كتلة من الصلصال، تحافظ على شكلها عند مرورها عبر مادة عادية. لكن إذا وُضعت في مسارها طبقة خاصة بسماكة ذرة واحدة، تبدأ النبضة بالتمدد — يصبح طيفها أوسع. هذا بالضبط ما فعله الباحثون: وضعوا على دليل موجي سيليكوني طبقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂)، وهي مادة من فئة المواد ثنائية الأبعاد، تشبه الغرافين.

في التجربة، تم تمرير نبضات ليزر قصيرة (أقصر من بيكو ثانية — جزء من تريليون من الثانية) عبر أدلة موجية هجينة بأطوال مختلفة من طلاء MoS₂. كلما كان الجزء المغطى بالمادة ثنائية الأبعاد أطول، كلما اتسع الطيف أكثر. لطبقة بطول 1.4 مم، كان التمدد أكبر بمقدار 2.4 مرة مقارنة بدليل موجي سيليكوني نقي. أظهرت الحسابات أن المعامل اللاخطي زاد بحوالي 27 مرة، ومعامل كير لـ MoS₂ أعلى بخمس مرات تقريبًا من نيتريد السيليكون. هذا يعني أنه حتى قطعة صغيرة جدًا من المادة ثنائية الأبعاد تعزز بشكل كبير تفاعل الضوء مع المادة.

لماذا هذا مهم؟ في الاتصالات البصرية ومعالجة الإشارات، غالبًا ما يكون من الضروري توسيع طيف النبضة — على سبيل المثال، لتوليد ترددات جديدة أو لتعويض التشوهات. عادةً ما يتطلب ذلك أطوالًا طويلة من الألياف الخاصة أو ليزرات قوية. هنا، يكفي إضافة طبقة بسماكة ذرة واحدة على شريحة جاهزة. يعد هذا النهج بأجهزة مدمجة وموفرة للطاقة لدوائر فوتونية متكاملة في المستقبل.