Vitet e fundit, studiues nga vende të ndryshme kanë përdorur fotonikën e integruar për të realizuar në mënyrë të njëpasnjëshme manipulimin e valëve të dritës infra të kuqe dhe për t'i zbatuar ato në rrjetet 5G me shpejtësi të lartë, sensorët e çipave dhe automjetet autonome. Aktualisht, me thellimin e vazhdueshëm të këtij drejtimi kërkimor, studiuesit kanë filluar të kryejnë zbulimin e thellë të brezave më të shkurtër të dritës së dukshme dhe të zhvillojnë aplikacione më të gjera, si LIDAR, AR/VR/MR (të zgjeruara/virtuale/ hibrid) Realiteti) Syzet, ekranet holografike, çipat e përpunimit kuantik, sondat optogjenetike të implantuara në tru, etj.
Integrimi në shkallë të gjerë i modulatorëve të fazës optike është thelbi i nënsistemit optik për rrugëzimin optik në çip dhe formësimin e frontit të valës në hapësirë të lirë. Këto dy funksione primare janë thelbësore për realizimin e aplikacioneve të ndryshme. Megjithatë, për modulatorët e fazës optike në rrezen e dritës së dukshme, është veçanërisht sfiduese të plotësohen kërkesat e transmetimit të lartë dhe modulimit të lartë në të njëjtën kohë. Për të përmbushur këtë kërkesë, edhe materialet më të përshtatshme të nitridit të silikonit dhe niobatit të litiumit duhet të rrisin vëllimin dhe konsumin e energjisë.
Për të zgjidhur këtë problem, Michal Lipson dhe Nanfang Yu nga Universiteti i Kolumbisë projektuan një modulator të fazës termo-optike të nitridit të silikonit bazuar në rezonatorin mikro-unazor adiabatik. Ata vërtetuan se rezonatori i mikro-unazës funksionon në një gjendje të fortë bashkimi. Pajisja mund të arrijë modulimin e fazës me humbje minimale. Krahasuar me modulatorët e zakonshëm të fazës së përcjellësit të valëve, pajisja ka të paktën një reduktim të madhësisë së hapësirës dhe konsumit të energjisë. Përmbajtja përkatëse është publikuar në Nature Photonics.
Michal Lipson, një ekspert kryesor në fushën e fotonikës së integruar, bazuar në nitridin e silikonit, tha: "Çelësi i zgjidhjes sonë të propozuar është përdorimi i një rezonatori optik dhe funksionimi në të ashtuquajturën gjendje bashkimi të fortë".
Rezonatori optik është një strukturë shumë simetrike, e cila mund të shndërrojë një ndryshim të vogël të indeksit të thyerjes në një ndryshim fazor përmes cikleve të shumta të rrezeve të dritës. Në përgjithësi, mund të ndahet në tre gjendje 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 sjellë ndryshime të panevojshme të amplitudës, 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 amplitudës, ekipi hulumtues manipuloi mikrounazën në një gjendje "bashkim të fortë". Forca e bashkimit midis mikrounazës dhe "autobusit" është të paktën dhjetë herë më e lartë se humbja e mikrounazës. Pas një sërë dizajnesh dhe optimizimi, struktura përfundimtare është paraqitur në figurën më poshtë. Kjo është një unazë rezonante me një gjerësi të ngushtuar. Pjesa e ngushtë e përcjellësit të valës përmirëson forcën e bashkimit optik midis "autobusit" dhe mikrombështjellës. Pjesa e gjerë e valëzuesit Humbja e dritës së mikrounazës zvogëlohet duke reduktuar shpërndarjen optike të murit anësor.
Heqing Huang, autori i parë i punimit, tha gjithashtu: “Ne kemi projektuar një modulator të fazës së dritës së dukshme në miniaturë, që kursen energji dhe me humbje jashtëzakonisht të ulët, me një rreze prej vetëm 5 μm dhe një konsum energjie të modulimit të fazës π prej vetëm 0,8 mW. Ndryshimi i amplitudës së futur është më pak se 10%. Ajo që është më e rrallë është se ky modulator është po aq efektiv për brezat më të vështirë blu dhe jeshil në spektrin e dukshëm.”
Nanfang Yu gjithashtu theksoi se megjithëse janë larg arritjes së nivelit të integrimit të produkteve elektronike, puna e tyre ka ngushtuar në mënyrë dramatike hendekun midis çelsave fotonik dhe çelsave elektronike. "Nëse teknologjia e mëparshme e modulatorit lejonte vetëm integrimin e 100 modulatorëve të fazës së valëve, duke pasur parasysh një gjurmë të caktuar të çipit dhe buxhet të energjisë, atëherë ne tani mund të integrojmë 10,000 ndërrues fazash në të njëjtin çip për të arritur një funksion më kompleks."
Me pak fjalë, kjo metodë e projektimit mund të zbatohet për modulatorët elektro-optikë për të reduktuar hapësirën e zënë dhe konsumin e tensionit. Mund të përdoret gjithashtu në vargje të tjera spektrale dhe modele të tjera të ndryshme rezonatorësh. Aktualisht, ekipi hulumtues po bashkëpunon për të demonstruar spektrin e dukshëm LIDAR të përbërë nga grupe zhvendosëse fazore bazuar në mikrounaza të tilla. Në të ardhmen, ai gjithashtu mund të aplikohet në shumë aplikacione si jolineariteti optik i zgjeruar, lazerët e rinj dhe optika e re kuantike.
Burimi i artikullit: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. e vendosur në "Silicon Valley" të Kinës - Pekin Zhongguancun, është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë e dedikuar për t'u shërbyer institucioneve kërkimore vendase dhe të huaja, instituteve kërkimore, universiteteve dhe personelit të kërkimit shkencor të ndërmarrjeve. Kompania jonë është e angazhuar kryesisht në kërkimin dhe zhvillimin e pavarur, projektimin, prodhimin, shitjen e produkteve optoelektronike dhe ofron zgjidhje inovative dhe shërbime profesionale, të personalizuara për studiuesit shkencorë dhe inxhinierët industrialë. Pas vitesh inovacioni të pavarur, ajo ka formuar një seri të pasur dhe të përsosur të produkteve fotoelektrike, të cilat përdoren gjerësisht në industritë komunale, ushtarake, të transportit, energjisë elektrike, financave, arsimit, mjekësisë dhe industrive të tjera.
Mezi presim bashkëpunim me ju!
Koha e postimit: Mar-29-2023