Fi snin reċenti, riċerkaturi minn diversi pajjiżi użaw fotonika integrata biex jirrealizzaw suċċessivament il-manipulazzjoni ta 'mewġ tad-dawl infra-aħmar u japplikawhom għal netwerks 5G b'veloċità għolja, sensuri taċ-ċippa, u vetturi awtonomi. Fil-preżent, bl-approfondiment kontinwu ta 'din id-direzzjoni ta' riċerka, ir-riċerkaturi bdew iwettqu sejbien fil-fond ta 'faxex tad-dawl viżibbli iqsar u jiżviluppaw applikazzjonijiet aktar estensivi, bħal Lidar fil-livell CHIP, AR / VR / MR (wirjiet ta' realtà msaħħa / virtwali / ibrida), wirjiet olografiċi, CLIPS tal-ipproċessar kwantistiku, Probani tal-Ipproċessar kwantistiku, Probani tal-Ipproċessar Quantum, Proċess ta 'Proċessar Quantum Impjanti fil-moħħ, eċċ.
L-integrazzjoni fuq skala kbira tal-modulaturi tal-fażi ottika hija l-qalba tas-subsistema ottika għar-rotta ottika fuq iċ-ċippa u l-iffurmar tal-mewġ tal-ispazju ħieles. Dawn iż-żewġ funzjonijiet prima huma essenzjali għar-realizzazzjoni ta 'diversi applikazzjonijiet. Madankollu, għal modulaturi tal-fażi ottika fil-firxa tad-dawl viżibbli, huwa partikolarment ta 'sfida li tissodisfa r-rekwiżiti ta' trasmittanza għolja u modulazzjoni għolja fl-istess ħin. Biex tissodisfa dan ir-rekwiżit, anke l-iktar materjali tan-nitruri tas-silikon u tal-litju l-aktar adattati għandhom bżonn iżidu l-volum u l-konsum tal-enerġija.
Biex issolvi din il-problema, Michal Lipson u Nanfang Yu tal-Università ta 'Columbia iddisinjaw modulatur tal-fażi termo-ottika tas-silikon ibbażat fuq ir-reżonatur tal-mikro-ring adiabatic. Huma wrew li r-reżonatur tal-mikro-ċirku jaħdem fi stat ta 'akkoppjar qawwi. L-apparat jista 'jikseb modulazzjoni tal-fażi b'telf minimu. Meta mqabbel mal-modulaturi ordinarji tal-fażi tal-mewġ, l-apparat għandu mill-inqas ordni ta 'tnaqqis tal-kobor fl-ispazju u l-konsum tal-enerġija. Il-kontenut relatat ġie ppubblikat fin-Nature Photonics.
Michal Lipson, espert ewlieni fil-qasam tal-fotonika integrata, ibbażat fuq in-nitride tas-silikon, qal: "Iċ-ċavetta għas-soluzzjoni proposta tagħna hija li nużaw reżonatur ottiku u joperaw fl-hekk imsejjaħ stat qawwi ta 'akkoppjar."
Ir-reżonatur ottiku huwa struttura simmetrika ħafna, li tista 'tikkonverti bidla żgħira ta' indiċi refrattiv f'bidla ta 'fażi permezz ta' ċikli multipli ta 'raġġi tad-dawl. Ġeneralment, jista 'jinqasam fi tliet stati ta' ħidma differenti: "taħt l-akkoppjar" u "taħt l-akkoppjar." Akkoppjar kritiku "u" akkoppjar qawwi. " Fost dawn, "taħt l-akkoppjar" tista 'tipprovdi biss modulazzjoni ta' fażi limitata u tintroduċi bidliet ta 'amplitudni mhux meħtieġa, u "akkoppjar kritiku" jikkawża telf ottiku sostanzjali, u b'hekk jaffettwa l-prestazzjoni attwali tal-apparat.
Sabiex tinkiseb modulazzjoni sħiħa tal-fażi 2π u bidla minima ta 'amplitudni, it-tim ta' riċerka mmanipula l-mikro-microring fi stat ta '"akkoppjar qawwi". Is-saħħa tal-akkoppjar bejn il-microring u l- "bus" hija mill-inqas għaxar darbiet ogħla mit-telf tal-mikro-microring. Wara serje ta 'disinji u ottimizzazzjoni, l-istruttura finali tidher fil-figura hawn taħt. Dan huwa ċirku reżonanti b'wisa 'għax-xejn. Il-parti dejqa tal-waveguide ttejjeb is-saħħa tal-akkoppjar ottiku bejn ix- “xarabank” u l-mikro-coil. Il-parti wiesgħa tal-waveguide It-telf tad-dawl tal-microring jitnaqqas billi jitnaqqas it-tifrix ottiku tal-ħajt tal-ġenb.
Heqing Huang, l-ewwel awtur tal-karta, qal ukoll: "Aħna ddisinjaw modulatur ta 'fażi tad-dawl viżibbli ta' minjatura, u telf estremament baxx b'raġġ ta '5 μm biss u modulazzjoni ta' fażi π konsum ta 'enerġija ta' 0.8 MW biss. Il-varjazzjoni tal-amplitudni introdotta hija inqas minn 10%. Dak li hu aktar rari huwa li dan il-modulatur huwa ugwalment effettiv għall-aktar faxex blu u ħodor diffiċli fl-ispettru viżibbli. "
Nanfang Yu rrimarka wkoll li għalkemm huma 'l bogħod milli jilħqu l-livell ta' integrazzjoni ta 'prodotti elettroniċi, ix-xogħol tagħhom naqqas b'mod drammatiku d-distakk bejn swiċċijiet fotoniċi u swiċċijiet elettroniċi. "Jekk it-teknoloġija tal-modulatur preċedenti ppermettiet biss l-integrazzjoni ta '100 modulaturi tal-fażi tal-waveguide mogħtija ċerta marka taċ-ċippa u baġit tal-enerġija, allura issa nistgħu nintegraw 10,000 fażi shifters fuq l-istess ċippa biex tinkiseb funzjoni aktar kumplessa."
Fil-qosor, dan il-metodu tad-disinn jista 'jiġi applikat għal modulaturi elettro-ottiċi biex jitnaqqsu l-ispazju okkupat u l-konsum tal-vultaġġ. Jista 'jintuża wkoll f'firxiet spettrali oħra u disinji ta' reżonatur differenti oħra. Fil-preżent, it-tim ta 'riċerka qed jikkoopera biex juri l-ispettru viżibbli lidar magħmul minn matriċi ta' shifter tal-fażi bbażati fuq tali mikroturi. Fil-futur, jista 'jiġi applikat ukoll għal ħafna applikazzjonijiet bħal nuqqas ta' linearità ottika msaħħa, lejżers ġodda, u ottika kwantistika ġdida.
Artiklu Sors: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd li tinsab fis- “Silicon Valley” taċ-Ċina - Beijing Zhongguancun, hija intrapriża ta ’teknoloġija għolja ddedikata biex isservi istituzzjonijiet ta’ riċerka domestika u barranija, istituti ta ’riċerka, universitajiet u persunal ta’ riċerka xjentifika tal-intrapriża. Il-kumpanija tagħna hija prinċipalment involuta fir-riċerka u l-iżvilupp indipendenti, id-disinn, il-manifattura, il-bejgħ ta 'prodotti optoelettroniċi, u tipprovdi soluzzjonijiet innovattivi u servizzi professjonali, personalizzati għal riċerkaturi xjentifiċi u inġiniera industrijali. Wara snin ta 'innovazzjoni indipendenti, hija ffurmat serje rikka u perfetta ta' prodotti fotoelettriċi, li jintużaw ħafna f'industriji muniċipali, militari, ta 'trasport, ta' enerġija, finanzi, edukazzjoni, mediċi u oħra.
Aħna ħerqana li nikkooperaw miegħek!
Ħin ta 'wara: Mar-29-2023