У апошнія гады даследчыкі з розных краін выкарыстоўвалі інтэграваную фатоніку, каб паслядоўна рэалізаваць маніпуляванне інфрачырвонымі лёгкімі хвалямі і прымяняць іх да хуткасных сетак 5G, датчыкаў чыпаў і аўтаномных транспартных сродкаў. У цяперашні час, з пастаянным паглыбленнем гэтага кірунку даследавання, даследчыкі пачалі ажыццяўляць паглыбленае выяўленне больш кароткіх бачных лёгкіх палос і распрацаваць больш шырокія прымяненне, такія як лідар на ўзроўні чыпаў, AR/VR/MR (узмоцнены/віртуальны/гібрыдны) рэчаіснасць) акуляры, галаграфічныя выкіды, квантавыя чыпы, оптагенетычныя зоны, якія ўводзяцца ў мозгу і г.д.
Маштабная інтэграцыя мадулятараў аптычнай фазы з'яўляецца ядром аптычнай падсістэмы для аптычнай маршрутызацыі на чыпе і фарміраванні хвалі свабоднай прасторы. Гэтыя дзве функцыі першароднага вырабу маюць важнае значэнне для рэалізацыі розных прыкладанняў. Аднак для мадулятараў аптычнай фазы ў бачным дыяпазоне асвятлення асабліва складана адпавядаць патрабаванням высокай прапускання і высокай мадуляцыі адначасова. Для задавальнення гэтага патрабавання, нават найбольш прыдатны крэмнійны нітрыд і літый -ніёбатныя матэрыялы павінны павялічыць аб'ём і спажыванне электраэнергіі.
Каб вырашыць гэтую праблему, Міхал Ліпсан і Нанфанг Ю з Калумбійскага універсітэта распрацавалі мадулятар тэрма-аптычнай фазы крэмнію на аснове адыябатычнага рэзанатара мікра-кольца. Яны даказалі, што рэзанатар мікра-кольца працуе ў моцным стане злучэння. Прылада можа дасягнуць фазавай мадуляцыі з мінімальнай стратай. У параўнанні са звычайнымі мадулятарамі фазы хвалявода, прылада мае па меншай меры парадак памяншэння прасторы і спажывання электраэнергіі. Звязаны змест быў апублікаваны ў Nature Photonics.
Міхал Ліпсан, вядучы эксперт у галіне інтэграванай фатонікі, на аснове сіліконавага нітрыду, сказаў: "Ключом да прапанаванага нашага рашэння з'яўляецца выкарыстанне аптычнага рэзанатара і працаваць у так званым моцным стане злучэння".
Аптычны рэзанатар - гэта вельмі сіметрычная структура, якая можа пераўтварыць невялікае змяненне індэкса праламлення ў змяненне фазы праз некалькі цыклаў светлавых прамянёў. Звычайна гэта можна падзяліць на тры розныя працоўныя дзяржавы: "пад злучэннем" і "пад злучэннем". Крытычная сувязь "і" моцная сувязь ". Сярод іх "пры злучэнні" можа забяспечыць толькі абмежаваную фазавую мадуляцыю і ўвядзе непатрэбныя змены амплітуды, а "крытычная сувязь" прывядзе да значнай аптычнай страты, што ўплывае на фактычныя характарыстыкі прылады.
Для дасягнення поўнай мадуляцыі 2π фаз і мінімальнай змены амплітуды даследчая група маніпулявала мікрарызацыяй у стане "моцнай сувязі". Трываласць злучэння паміж мікрарынгам і "аўтобусам" прынамсі ў дзесяць разоў вышэй, чым страта мікрарынга. Пасля шэрагу канструкцый і аптымізацыі канчатковая структура паказана на малюнку ніжэй. Гэта рэзананснае кольца з канічнай шырынёй. Вузкая частка хвалявода паляпшае трываласць аптычнай сувязі паміж "аўтобусам" і мікра-шпулькай. Шырокая частка хвалявода Страта святла мікрарынга памяншаецца за кошт памяншэння аптычнага рассейвання бакавой сценкі.
Хекін Хуан, першы аўтар дакумента, таксама сказаў: "Мы распрацавалі мініяцюрную, энергазберагальную і надзвычай нізкую страту модулятараў святла з радыусам усяго 5 мкМ і магутнасці магутнасці π-фазы толькі 0,8 МВт. Уведзеная змяненне амплітуды менш за 10%. Радзей, што гэты мадулятар аднолькава эфектыўны для самых складаных сініх і зялёных палос у бачным спектры ".
Nanfang Yu таксама адзначыў, што, хоць яны далёкія ад дасягнення ўзроўню інтэграцыі электронных прадуктаў, іх праца рэзка звузіла разрыў паміж фатоннымі выключальнікамі і электроннымі выключальнікамі. "Калі папярэдняя тэхналогія мадулятара дазволіла толькі інтэграцыю 100 мадулятараў хваляводаў, улічваючы пэўны след чыпа і бюджэт магутнасці, то зараз мы можам інтэграваць 10000 фазавых пераключэнняў на той жа мікрасхеме, каб дасягнуць больш складанай функцыі".
Карацей кажучы, гэты метад праектавання можа быць ужыты да электра-аптычных мадулятараў для зніжэння занятага прасторы і спажывання напружання. Ён таксама можа быць выкарыстаны ў іншых спектральных дыяпазонах і іншых розных рэзанатарных канструкцыях. У цяперашні час навукова -даследчая група супрацоўнічае, каб прадэманстраваць бачны спектр, які складаецца з масіваў фазавых пераключэнняў на аснове такіх мікрарынгаў. У будучыні ён таксама можа прымяняцца да многіх прыкладанняў, такіх як пашыраная аптычная нелінейнасць, новыя лазеры і новая квантавая оптыка.
Крыніца артыкула: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Пекін Rofea Optoelectronics Co., Ltd., размешчаная ў Кітайскай "Сіліконавай даліне"-Пекін Чжунгункун, з'яўляецца высокатэхналагічным прадпрыемствам, прысвечаным абслугоўванню ўнутраных і замежных навукова-даследчых устаноў, навукова-даследчых інстытутаў, універсітэтаў і навуковых супрацоўнікаў прадпрыемства. Наша кампанія ў асноўным займаецца незалежнымі даследаваннямі і распрацоўкай, распрацоўкай, вытворчасцю, продажамі оптаэлектронных прадуктаў і прадастаўляе інавацыйныя рашэнні і прафесійныя, персаналізаваныя паслугі для навуковых даследчыкаў і прамысловых інжынераў. Пасля доўгіх гадоў незалежных інавацый ён утварыла багатую і ідэальную серыю фотаэлектрычных прадуктаў, якія шырока выкарыстоўваюцца ў муніцыпальных, ваенных, транспартных, электраэнергетычных, фінансах, адукацыі, медыцынскай і іншых галінах.
Мы з нецярпеннем чакаем супрацоўніцтва з вамі!
Час пасля: сакавік 29-2023