Vitet e fundit, studiuesit nga vende të ndryshme kanë përdorur fotonikë të integruar për të realizuar me sukses manipulimin e valëve të dritës infra të kuqe dhe t'i zbatojnë ato në rrjete 5G me shpejtësi të lartë, sensorë të çipave dhe automjete autonome. Aktualisht, me thellimin e vazhdueshëm të këtij drejtimi kërkimor, studiuesit kanë filluar të kryejnë zbulimin e thelluar të bandave të lehta më të shkurtra të dukshme dhe të zhvillojnë aplikacione më të gjera, të tilla si Lidar i nivelit të çipit, AR/VR/MR (të përmirësuara/virtuale/hibride) syze), shfaqje holografike, copa të përpunimit kuantik, sonda optogenetic të implantuara në tru, etj.
Integrimi në shkallë të gjerë i moduluesve të fazës optike është thelbi i nënsistemit optik për kursin optik në çip dhe formimin e valës së hapësirës së lirë. Këto dy funksione prima ry janë thelbësore për realizimin e aplikacioneve të ndryshme. Sidoqoftë, për moduluesit e fazës optike në intervalin e dritës së dukshme, është veçanërisht sfiduese të përmbushni kërkesat e transmetimit të lartë dhe modulimit të lartë në të njëjtën kohë. Për të përmbushur këtë kërkesë, madje edhe materialet më të përshtatshme të nitridit të silikonit dhe materialeve litium niobate duhet të rrisin vëllimin dhe konsumin e energjisë.
Për të zgjidhur këtë problem, Michal Lipson dhe Nanfang Yu të Universitetit Columbia projektuan një modulues të fazës termo-optike të nitrideve silikoni bazuar në rezonatorin e mikro-unazës adiabatic. Ata vërtetuan se rezonatori mikro-unazë funksionon në një gjendje të fortë bashkimi. Pajisja mund të arrijë modulimin e fazës me humbje minimale. Krahasuar me moduluesit e zakonshëm të fazës së valës, pajisja ka të paktën një rend të zvogëlimit të madhësisë në hapësirë dhe konsumin e energjisë. Përmbajtja e lidhur është botuar në Nature Photonics.
Michal Lipson, një ekspert kryesor në fushën e fotonikës së integruar, bazuar në nitride silikoni, tha: "Theelësi i zgjidhjes sonë të propozuar është të përdorim një rezonator optik dhe të veprojë në një gjendje të ashtuquajtur të fortë bashkimi."
Rezonatori optik është një strukturë shumë simetrike, e cila mund të shndërrojë një ndryshim të vogël të indeksit refraktiv në një ndryshim fazor përmes cikleve të shumta të trarëve të dritës. Në përgjithësi, mund të ndahet në tre shtete të ndryshme pune: "nën bashkim" dhe "nën bashkim". Bashkim kritik "dhe" bashkim i fortë ". Midis tyre, "nën bashkim" mund të sigurojë vetëm modulim të kufizuar të fazës dhe do të prezantojë ndryshime të panevojshme të amplituda, dhe "bashkimi kritik" do të shkaktojë humbje të konsiderueshme optike, duke ndikuar kështu në performancën aktuale të pajisjes.
Për të arritur modulimin e plotë të fazës 2π dhe ndryshimin minimal të amplituda, ekipi i hulumtimit manipuloi mikrimin në një gjendje "bashkimi të fortë". Forca e bashkimit midis mikrimit dhe "autobusit" është të paktën dhjetë herë më e lartë se humbja e mikrimit. Pas një seri modelesh dhe optimizimi, struktura përfundimtare është treguar në figurën më poshtë. Kjo është një unazë rezonante me një gjerësi të ngathët. Pjesa e ngushtë e valës përmirëson forcën e bashkimit optik midis "autobusit" dhe mikro-mbështjelljes. Pjesa e gjerë e valës Humbja e dritës së mikrimit zvogëlohet duke zvogëluar shpërndarjen optike të murit anësor.
Heqing Huang, autori i parë i punimit, gjithashtu tha: "Ne kemi hartuar një modulues miniaturë, kursimi të energjisë dhe modulimit të energjisë jashtëzakonisht të ulët me humbje të ulët me një rreze prej vetëm 5 μM dhe një konsum të energjisë së modulimit π-faza prej vetëm 0.8 mW. Ndryshimi i prezantuar i amplituda është më pak se 10%. Ajo që është më e rrallë është se ky modulues është po aq i efektshëm për bandat më të vështira blu dhe jeshile në spektrin e dukshëm. "
Nanfang Yu gjithashtu theksoi se megjithëse ata janë larg nga arritja e nivelit të integrimit të produkteve elektronike, puna e tyre ka ngushtuar në mënyrë dramatike hendekun midis çelsave fotonikë dhe çelsave elektronikë. "Nëse teknologjia e mëparshme e modulatorit lejonte vetëm integrimin e 100 modulatorëve të fazës së valës, duke pasur parasysh një gjurmë të caktuar të çipit dhe buxhetin e energjisë, atëherë ne tani mund të integrojmë 10,000 ndërrues fazor në të njëjtin çip për të arritur një funksion më kompleks."
Me pak fjalë, kjo metodë e projektimit mund të aplikohet për moduluesit elektro-optikë për të zvogëluar hapësirën e okupuar dhe konsumin e tensionit. Mund të përdoret gjithashtu në rangje të tjera spektrale dhe modele të tjera të ndryshme të rezonatorit. Aktualisht, ekipi hulumtues po bashkëpunon për të demonstruar spektrin e dukshëm Lidar të përbërë nga vargje fazore të zhvendosura bazuar në mikruma të tilla. Në të ardhmen, ajo gjithashtu mund të zbatohet për shumë aplikacione të tilla si jolineariteti optik i zgjeruar, lazerët e rinj dhe optika e re kuantike.
Burimi i artikullit: https: //mp.weixin.qq.com/s/O6IHSTKMBPQKDOV4COUKXA
Pekin Rofea Optoelectronic Co, Ltd e vendosur në "Silicon Valley" të Kinës-Pekin Zhongguancun, është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë të dedikuar për t'i shërbyer institucioneve të kërkimit të brendshëm dhe të huaj, institutet kërkimore, universitetet dhe personelin e kërkimit shkencor të ndërmarrjeve. Kompania jonë është kryesisht e angazhuar në kërkimin dhe zhvillimin e pavarur, projektimin, prodhimin, shitjet e produkteve optoelektronike dhe ofron zgjidhje inovative dhe shërbime profesionale, të personalizuara për studiues shkencorë dhe inxhinierë industrialë. Pas viteve të inovacionit të pavarur, ajo ka formuar një seri të pasur dhe të përsosur të produkteve fotoelektrike, të cilat përdoren gjerësisht në bashki, ushtarake, transport, energji elektrike, financa, arsim, mjekësore dhe industri të tjera.
Ne mezi presim të bashkëpunojmë me ju!
Koha e postimit: Mar-29-2023