Во последниве години, истражувачите од различни земји користеа интегрирана фотоника за сукцесивно да ја реализираат манипулацијата со инфрацрвени светлосни бранови и да ги применат на брзински 5G мрежи, сензори за чипови и автономни возила. Во моментов, со континуирано продлабочување на оваа насока на истражување, истражувачите почнаа да вршат длабинско откривање на пократки видливи светлосни ленти и развиваат пообемни апликации, како што се лидари на ниво на чипови, AR/VR/MR (подобрена/виртуелна/хибридна) реалност) очила, холографски дислови, количини за обработка на количини, оптогенетични прооди, итн.
Големата интеграција на модулаторите на оптички фази е јадрото на оптичкиот подсистем за оптичко рутирање на чип и обликување на брановите на слободен простор. Овие две основни функции се од суштинско значење за реализација на разни апликации. Како и да е, за модулатори на оптички фази во видливиот опсег на светлина, особено е предизвик да се исполнат барањата за висока пренесување и висока модулација во исто време. За да се исполнат овој услов, дури и најпогодни материјали за силикон нитрид и литиум ниобате треба да го зголемат обемот и потрошувачката на енергија.
За да се реши овој проблем, Михал Липсон и Нанфанг Ју од Универзитетот Колумбија дизајнираа модулатор на термо-оптички фаза на силикон нитрид, заснован на адиабатскиот резонатор на микро-прстен. Тие докажаа дека резонаторот на микро-прстенот работи во силна состојба на спојување. Уредот може да постигне фаза на модулација со минимална загуба. Во споредба со обичните модулатори на фазата на бранови, уредот има барем нарачка за намалување на големината во потрошувачката на простор и енергија. Поврзаната содржина е објавена во Nature Photonics.
Михал Липсон, водечки експерт во областа на интегрираната фотоника, заснована на силикон нитрид, рече: „Клучот за нашето предложено решение е да користиме оптички резонатор и да работи во т.н. силна состојба на спојување“.
Оптичкиот резонатор е високо симетрична структура, која може да претвори мал индекс на рефракција се менува во фаза на промена преку повеќе циклуси на светлосни греди. Општо, може да се подели во три различни работни држави: „под спојување“ и „под спојување“. Критичко спојување “и„ Силно спојување “. Меѓу нив, „под спојување“ може да обезбеди ограничена фаза на модулација и ќе воведе непотребни промени во амплитудата, а „критичкото спојување“ ќе предизвика значителна оптичка загуба, а со тоа да влијае на реалните перформанси на уредот.
За да се постигне целосна модулација на 2π фази и минимална промена на амплитудата, истражувачкиот тим манипулира со микроригирањето во состојба на „силна спојка“. Јачината на спојувањето помеѓу микроорганизмот и „автобусот“ е најмалку десет пати поголема од загубата на микроорганизмот. По серија дизајни и оптимизација, крајната структура е прикажана на сликата подолу. Ова е резонантен прстен со заоблена ширина. Тесниот дел од брановодникот ја подобрува оптичката јачина на спојување помеѓу „автобусот“ и микро-калем. Широкиот дел од брановодникот Делот на светлината на миклата се намалува со намалување на оптичкото расејување на страничниот ид.
Хекинг Хуанг, првиот автор на трудот, исто така рече: „Ние дизајниравме минијатурна, заштеда на енергија и екстремно видлив модулатор на светлосна фаза со радиус од само 5 μm и π-фаза модулациска потрошувачка на моќност од само 0,8 MW. Воведената варијација на амплитудата е помала од 10%. Она што е поретко е дека овој модулатор е подеднакво ефикасен за најтешките сини и зелени ленти во видливиот спектар “.
Нанфанг Ју исто така истакна дека иако тие се далеку од достигнување на нивото на интеграција на електронските производи, нивната работа драматично го намали јазот помеѓу фотонските прекинувачи и електронските прекинувачи. „Ако претходната технологија на модулатор само дозволи интеграција на 100 модулатори на фазата на бранови, со оглед на одреден чип и буџет за напојување, тогаш сега можеме да интегрираме 10,000 фази на менувачи на истиот чип за да постигнеме посложена функција“.
Накратко, овој метод на дизајн може да се примени на електро-оптички модулатори за да се намали окупираниот простор и потрошувачката на напон. Може да се користи и во други спектрални опсези и други различни дизајни на резонатор. Во моментов, истражувачкиот тим соработува за да го демонстрира видливиот спектар Лидар составен од фази на низи на менувачи врз основа на такви микроорганизми. Во иднина, може да се примени и за многу апликации, како што се подобрена оптичка нелинеарност, нови ласери и нова квантна оптика.
Извор на статија: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Пекинг Рофеа Оптоелектроника копродукции, ООД лоциран во кинеската „Силиконска долина“-Пекинг ongонггуанкун, е високо-технолошко претпријатие посветено на служба на домашни и странски истражувачки институции, истражувачки институти, универзитети и персонал за научни истражувања на претпријатија. Нашата компанија главно е ангажирана во независно истражување и развој, дизајн, производство, продажба на оптоелектронски производи и обезбедува иновативни решенија и професионални, персонализирани услуги за научни истражувачи и индустриски инженери. После неколку години независна иновација, формираше богата и совршена серија на фотоелектрични производи, кои се користат во општински, воени, транспортни, електрични енергија, финансии, образование, медицинска и друга индустрија.
Со нетрпение ја очекуваме соработката со вас!
Време на објавување: Мар-29-2023