F'dawn l-aħħar snin, riċerkaturi minn diversi pajjiżi użaw fotonika integrata biex suċċessivament jirrealizzaw il-manipulazzjoni ta 'mewġ tad-dawl infra-aħmar u japplikawhom għal netwerks 5G ta' veloċità għolja, sensors taċ-ċippa u vetturi awtonomi. Fil-preżent, bl-approfondiment kontinwu ta 'din id-direzzjoni tar-riċerka, ir-riċerkaturi bdew iwettqu skoperta fil-fond ta' meded ta 'dawl viżibbli iqsar u jiżviluppaw applikazzjonijiet aktar estensivi, bħal LIDAR fil-livell taċ-ċippa, AR/VR/MR (mtejba/virtwali/ ibridu) Realtà) Nuċċalijiet, displejs olografiċi, ċipep tal-ipproċessar tal-kwantum, sondi optoġenetiċi impjantati fil-moħħ, eċċ.
L-integrazzjoni fuq skala kbira tal-modulaturi tal-fażi ottika hija l-qalba tas-subsistema ottika għal routing ottiku fuq iċ-ċippa u l-iffurmar tal-wavefront fl-ispazju ħieles. Dawn iż-żewġ funzjonijiet primarji huma essenzjali għat-twettiq ta' diversi applikazzjonijiet. Madankollu, għall-modulaturi tal-fażi ottika fil-medda tad-dawl viżibbli, huwa partikolarment ta 'sfida li jintlaħqu r-rekwiżiti ta' trażmissjoni għolja u modulazzjoni għolja fl-istess ħin. Biex tissodisfa dan ir-rekwiżit, anke l-aktar materjali adattati tan-nitrur tas-silikon u niobate tal-litju jeħtieġ li jżidu l-volum u l-konsum tal-enerġija.
Biex issolvi din il-problema, Michal Lipson u Nanfang Yu tal-Università ta 'Columbia ddisinjaw modulatur tal-fażi termo-ottika tan-nitrur tas-silikon ibbażat fuq ir-resonatur mikro-ring adiabatiku. Huma wrew li r-resonatur tal-mikro-ring jaħdem fi stat ta 'akkoppjar qawwi. L-apparat jista 'jikseb modulazzjoni tal-fażi b'telf minimu. Meta mqabbel ma 'modulaturi tal-fażi tal-gwida tal-mewġ ordinarji, l-apparat għandu mill-inqas tnaqqis ta' ordni ta 'kobor fl-ispazju u l-konsum tal-enerġija. Il-kontenut relatat ġie ppubblikat f'Nature Photonics.
Michal Lipson, espert ewlieni fil-qasam tal-fotonika integrata, ibbażata fuq nitrur tas-silikon, qal: "Iċ-ċavetta għas-soluzzjoni proposta tagħna hija li tuża resonatur ottiku u topera f'hekk imsejjaħ stat ta 'akkoppjar qawwi."
Ir-resonatur ottiku huwa struttura simetrika ħafna, li tista 'tikkonverti bidla żgħira fl-indiċi refrattiv f'bidla fil-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" jista 'jipprovdi biss modulazzjoni limitata tal-fażi u se jintroduċi bidliet ta' amplitudni bla bżonn, u "akkoppjar kritiku" se jikkawża telf ottiku sostanzjali, u b'hekk jaffettwa l-prestazzjoni attwali tal-apparat.
Biex tikseb modulazzjoni kompleta tal-fażi 2π u bidla minima fl-amplitudni, it-tim ta 'riċerka mmanipula l-microring fi stat ta' "akkoppjar qawwi". Is-saħħa tal-igganċjar bejn il-microring u l-"bus" hija mill-inqas għaxar darbiet ogħla mit-telf tal-microring. Wara serje ta 'disinji u ottimizzazzjoni, l-istruttura finali tidher fil-figura hawn taħt. Dan huwa ċirku reżonanti b'wisa 'tapered. Il-parti dejqa tal-gwida tal-mewġ ittejjeb is-saħħa tal-igganċjar ottiku bejn ix-"xarabank" u l-mikro-coil. Il-parti wiesgħa tal-gwida tal-mewġ It-telf tad-dawl tal-microring jitnaqqas billi jitnaqqas it-tifrix ottiku tal-ħajt tal-ġenb.
Heqing Huang, l-ewwel awtur tad-dokument, qal ukoll: “Aħna ddisinjaw modulatur tal-fażi tad-dawl viżibbli minjatura, li jiffranka l-enerġija, u b’telf estremament baxx b’raġġ ta’ 5 μm biss u konsum ta’ enerġija ta’ modulazzjoni π-phase ta’ biss 0.8 mW. Il-varjazzjoni tal-amplitudni introdotta hija inqas minn 10%. L-aktar rari huwa li dan il-modulatur huwa ugwalment effettiv għall-faxex blu u ħodor l-aktar diffiċli fl-ispettru viżibbli.”
Nanfang Yu irrimarka wkoll li għalkemm huma 'l bogħod milli jilħqu l-livell ta' integrazzjoni ta 'prodotti elettroniċi, ix-xogħol tagħhom naqqset b'mod drammatiku d-distakk bejn swiċċijiet fotoniċi u swiċċijiet elettroniċi. "Jekk it-teknoloġija tal-modulatur preċedenti ppermettiet biss l-integrazzjoni ta '100 modulatur tal-fażi waveguide minħabba ċertu footprint taċ-ċippa u baġit tal-enerġija, allura nistgħu issa nintegraw 10,000 phase shifters fuq l-istess ċippa biex niksbu Funzjoni aktar kumplessa."
Fil-qosor, dan il-metodu tad-disinn jista 'jiġi applikat għal modulaturi elettro-ottiċi biex jitnaqqas l-ispazju okkupat u l-konsum tal-vultaġġ. Jista 'jintuża wkoll f'meded spettrali oħra u disinji oħra ta' reżonatur differenti. Fil-preżent, it-tim ta 'riċerka qed jikkoopera biex juri l-ispettru viżibbli LIDAR magħmul minn matriċi ta' phase shifter ibbażati fuq mikrorings bħal dawn. Fil-futur, jista 'jiġi applikat ukoll għal ħafna applikazzjonijiet bħal nonlinearity ottika msaħħa, lejżers ġodda u ottika kwantistika ġdida.
Sors tal-artiklu:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd li tinsab fil-"Silicon Valley" taċ-Ċina - Beijing Zhongguancun, hija intrapriża ta 'teknoloġija għolja ddedikata biex isservi istituzzjonijiet ta' riċerka domestiċi u barranin, istituti ta 'riċerka, universitajiet u persunal ta' riċerka xjentifika ta 'intrapriżi. Kumpanija tagħna hija prinċipalment impenjata fir-riċerka u żvilupp indipendenti, disinn, manifattura, bejgħ ta 'prodotti optoelettroniċi, u tipprovdi soluzzjonijiet innovattivi u servizzi professjonali u personalizzati għal riċerkaturi xjentifiċi u inġiniera industrijali. Wara snin ta 'innovazzjoni indipendenti, iffurmat serje rikka u perfetta ta' prodotti fotoelettriċi, li jintużaw ħafna f'industriji muniċipali, militari, trasport, enerġija elettrika, finanzi, edukazzjoni, mediċi u industriji oħra.
Aħna ħerqana għall-kooperazzjoni miegħek!
Ħin tal-post: Mar-29-2023