Во последниве години, истражувачи од различни земји користеа интегрирана фотоника за последователно да ја реализираат манипулацијата со инфрацрвените светлосни бранови и да ги применат на мрежите со голема брзина 5G, сензорите за чипови и автономните возила.Во моментов, со континуираното продлабочување на оваа истражувачка насока, истражувачите почнаа да спроведуваат длабинска детекција на пократки ленти на видлива светлина и да развиваат пообемни апликации, како што се LIDAR на ниво на чип, AR/VR/MR (подобрена/виртуелна/ хибрид) реалност) очила, холографски дисплеи, чипови за квантна обработка, оптогенетски сонди вградени во мозокот итн.
Големата интеграција на оптичките фазни модулатори е јадрото на оптичкиот потсистем за оптичко рутирање на чипот и обликување на брановиот фронт на слободен простор.Овие две примарни функции се од суштинско значење за реализација на различни апликации.Меѓутоа, за оптичките фазни модулатори во опсегот на видливата светлина, особено е предизвик да се исполнат барањата за висока пропустливост и висока модулација во исто време.За да се исполни ова барање, дури и најсоодветните материјали за силициум нитрид и литиум ниобат треба да ја зголемат волуменот и потрошувачката на енергија.
За да го решат овој проблем, Михал Липсон и Нанфан Ју од Универзитетот Колумбија дизајнираа термооптички фазен модулатор со силикон нитрид базиран на адијабатски микро-прстен резонатор.Тие докажаа дека резонаторот со микро-прстен работи во силна состојба на спојување.Уредот може да постигне фазна модулација со минимална загуба.Во споредба со обичните фазни модулатори на брановоди, уредот има барем редослед на намалување на просторот и потрошувачката на енергија.Поврзаната содржина е објавена во Nature Photonics.
Михал Липсон, водечки експерт во областа на интегрираната фотоника, базирана на силициум нитрид, рече: „Клучот за нашето предложено решение е да користиме оптички резонатор и да работиме во таканаречена силна состојба на спојување“.
Оптичкиот резонатор е високо симетрична структура, која може да конвертира мала промена на индексот на рефракција во промена на фаза преку повеќе циклуси на светлосни зраци.Општо земено, може да се подели во три различни работни состојби: „под спојување“ и „под спојување“.Критична спојка“ и „силна спојка“.Меѓу нив, „под спојување“ може да обезбеди само ограничена фазна модулација и ќе воведе непотребни промени во амплитудата, а „критичната спојка“ ќе предизвика значителна оптичка загуба, а со тоа ќе влијае на реалните перформанси на уредот.
За да се постигне целосна модулација на фаза 2π и минимална промена на амплитудата, истражувачкиот тим манипулираше со микропрстенот во состојба на „силна спојка“.Јачината на спојување помеѓу микропрстенот и „автобусот“ е најмалку десет пати поголема од загубата на микропрстенот.По серија дизајни и оптимизација, конечната структура е прикажана на сликата подолу.Ова е резонантен прстен со заострена ширина.Тесниот дел за брановоди ја подобрува оптичката јачина на спојување помеѓу „автобусот“ и микро-серпентина.Широк брановоден дел Губењето на светлината на микропрстенот се намалува со намалување на оптичкото расејување на страничниот ѕид.
Хекинг Хуанг, првиот автор на трудот, исто така рече: „Дизајниравме минијатурен, заштеда на енергија и модулатор на фаза на видлива светлина со екстремно ниска загуба, со радиус од само 5 μm и потрошувачка на енергија на π-фазна модулација 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 се далеку од достигнување на нивото на интеграција на електронски производи, нивната работа драматично го намали јазот помеѓу фотонските прекинувачи и електронските прекинувачи.„Ако претходната технологија на модулатор дозволуваше интеграција само на 100 фазни модулатори на брановоди со одредено отпечаток на чип и буџет за енергија, тогаш сега можеме да интегрираме 10.000 фазни менувачи на истиот чип за да постигнеме покомплексна функција“.
Накратко, овој метод на дизајнирање може да се примени на електро-оптички модулатори за да се намали зафатениот простор и потрошувачката на напон.Може да се користи и во други спектрални опсези и други различни дизајни на резонатори.Во моментов, истражувачкиот тим соработува за да го демонстрира видливиот спектар LIDAR составен од низи за менување фази врз основа на такви микропрстени.Во иднина, може да се примени и на многу апликации како што се засилена оптичка нелинеарност, нови ласери и нова квантна оптика.
Извор на статија: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. лоцирана во кинеската „Силиконската долина“ - Beijing Zhongguancun, е високотехнолошко претпријатие посветено на опслужување на домашни и странски истражувачки институции, истражувачки институти, универзитети и научно-истражувачки персонал на претпријатијата.Нашата компанија главно се занимава со независно истражување и развој, дизајн, производство, продажба на оптоелектронски производи и обезбедува иновативни решенија и професионални, персонализирани услуги за научни истражувачи и индустриски инженери.По години на независни иновации, формираше богата и совршена серија на фотоелектрични производи, кои се широко користени во општинските, воените, транспортните, електричната енергија, финансиите, образованието, медицинската и други индустрии.
Очекуваме соработка со вас!
Време на објавување: Мар-29-2023