تتميز هذه الساعات بميزات فريدة من نوعها، بما في ذلك صغر الحجم والوزن وانخفاض استهلاك الطاقة - وهي ميزات أساسية لأنها مكونات متنقلة تعمل بالبطاريات. وللساعة الصغيرة استخدامات مشابهة لاستخدامات الساعات الذرية العادية المستخدمة على سبيل المثال في أنظمة الملاحة (GPS)، والتزامن بين أنظمة الاتصالات وأنظمة الكمبيوتر.
أحد المكونات الرئيسية للساعات الذرية الصغيرة هو الليزر الباعث للمجال المعروف باسم Vixel (VCSEL). وهو عبارة عن ليزر صغير من أشباه الموصلات (يتسع حوالي 1,000 فوكسل في حبة ملح) يستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك الهواتف المحمولة وأجهزة استشعار المركبات وشبكات الاتصالات البصرية في مراكز البيانات. عندما يتعلق الأمر بالساعات الذرية، فإن متطلبات Vixel صارمة للغاية، على سبيل المثال العمل في درجات حرارة قريبة من 100 درجة ودقة كبيرة في لون الضوء المنبعث. هذه المتطلبات تجعل تطوير مثل هذه الوحدات يمثل تحديًا تكنولوجيًا معقدًا بشكل خاص. يلبي جهاز Vixel الذي تم تطويره في التخنيون جميع هذه المتطلبات ويعرض أداءً يفوق أداء أفضل أجهزة الليزر في العالم اليوم.
تم تحقيق الاختراق في التخنيون كجزء من جمعية "Wixel" التابعة لهيئة الابتكار - وهي جمعية تضم شركات صناعية (NVIDIA، SCD، Acubit Holoor وSion) وباحثين من التخنيون والجامعة العبرية شركاء فيها. نشأت الجمعية من الفهم في سلطة الابتكار بأن الويكسلز هي عنصر حاسم للعديد من الصناعات الإسرائيلية ومن الاعتراف بأن التخنيون لديه الخبرة والبنية التحتية للتنفيذ والتطوير على المستوى الصناعي. يعتمد نجاح المشروع أيضًا على تعاون التخنيون مع فرع NVIDIA الإسرائيلي، Mellanox سابقًا - وهو تعاون مستمر ينعكس أيضًا في الأنشطة خارج الجمعية.
يقول البروفيسور أيزنشتاين، رئيس معهد تكنولوجيا النانو (RBNI) والمدير المؤقت لـ MNFU - مركز سارة وموشيه زيسافيل للإلكترونيات النانوية: "إن العامل الرئيسي في النجاح هو بالطبع التخنيون نفسه". ووفقا له، "الشخص الرئيسي المسؤول عن هذا الإنجاز المثير للإعجاب هو البروفيسور مئير أورنشتاين، رئيس مختبر النانو والضوئيات الدقيقة في كلية فيتربي للهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات. لقد عمل مائير على فيكسلز منذ الثمانينيات، عندما كان في الولايات المتحدة، وله مساهمات كبيرة ودائمة في هذه التكنولوجيا، بما في ذلك الاختراع الذي مكن من إنتاج فيكسلز صناعيًا.
صمم البروفيسور أورينشتاين الطبقات التي تم تحقيقها بمساعدة الشركاء من NVIDIA، وقام بصياغة تصميم هيكل Wixel وأشرف على تحقيق المعايير في MNFU. ووفقًا للبروفيسور آيزنشتاين، "فريق المهندسين والفنيين في MNFU ، بقيادة آية كوهين، قدراتها الممتازة وأثبتت أنه من الممكن تطوير معايير معقدة ومعقدة في مختبرات التخنيون لتلبية الاحتياجات الحرجة للصناعة الإسرائيلية."
ممثلو التخنيون في ماجد هم ثلاثة باحثين من كلية فيتربي للهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب: البروفيسور مئير أورنشتاين، البروفيسور البحثي موتي سيغيف والبروفيسور غادي آيزنشتاين. لقد أظهر باحثو التخنيون، كما ذكرنا، تطوير الفيكسلز المخصص للساعات الذرية الصغيرة. لقد أثبتت الأجهزة أنها أفضل من أجهزة فوكسل التجارية التي تستخدمها شركة الساعات المختومة Accubit، والتي تشارك أيضًا في الجمعية، في كل معلمة مهمة لتشغيل الساعة الصغيرة.
تقوم الجمعية أيضًا بتطوير Vixels لاستخدامات أخرى. وتقود شركة NVIDIA مجموعة العمل التي تركز على تطوير Vixel بقدرة نقل بيانات أعلى بكثير مما هو موجود اليوم، وهذا لتلبية احتياجات شبكات الاتصالات الضوئية المستقبلية. ويساهم التخنيون في هذا الجهد بشكل أساسي في توصيف وحدات البكسل السريعة.
هناك اتجاه آخر للتطور في ماجاد وهو أن وحدات فوكسل المتعددة تعمل كمصدر موحد ينبعث من طاقة عالية مع سطوع عالي. يتركز هذا الاتجاه من قبل شركة MM وله قناتين. الأول عبارة عن مجموعة كثيفة من الفوكسيلات التي تبعث الضوء بطريقة متماسكة (متماسكة)، والتي اخترعها البروفيسور أورنشتاين، وتم تصميمها وتنفيذها بالتعاون الوثيق مع شركة MM. والثاني يتولى تنسيقه البروفيسور موتي سيغيف. اخترع البروفيسور سيجيف الليزر الطوبولوجي ويقوم الآن، بالتعاون مع شركة MM، بتطوير مجموعة من الفوكسلات الطوبولوجية التي تشكل مصدر ضوء قوي محصن ضد التدخل الخارجي.
الإنجاز الحالي للمجاد بقيادة التخنيون أظهر كما ذكرنا فيكسلات للساعات الذرية الصغيرة، ووفقًا للبروفيسور آيزنشتاين، "هذا النجاح يثبت قدرة التخنيون على تطوير أي نوع من الفيكسل، وليس فقط تلك المحددة في ماجاد، كما بالإضافة إلى المكونات الإلكترونية الضوئية الأخرى ذات الأهمية للصناعة الإسرائيلية.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
