So'nggi yillarda turli mamlakatlar tadqiqotchilari infraqizil yorug'lik to'lqinlarining manipulyatsiyasini ketma-ket amalga oshirish va ularni yuqori tezlikdagi 5G tarmoqlari, chip sensorlari va avtonom transport vositalariga qo'llash uchun integratsiyalangan fotonikadan foydalanganlar. Hozirgi vaqtda ushbu tadqiqot yo'nalishini doimiy ravishda chuqurlashtirish bilan tadqiqotchilar qisqaroq ko'rinadigan yorug'lik diapazonlarini chuqurroq aniqlashni va chip darajasidagi LIDAR, AR/VR/MR (kengaytirilgan/virtual) kabi kengroq ilovalarni ishlab chiqishni boshladilar. gibrid) Reality) Ko'zoynaklar, golografik displeylar, kvantni qayta ishlash chiplari, miyaga implantatsiya qilingan optogenetik zondlar va boshqalar.
Optik fazali modulyatorlarning keng ko'lamli integratsiyasi chipdagi optik marshrutlash va bo'sh joy to'lqin jabhasini shakllantirish uchun optik quyi tizimning yadrosidir. Ushbu ikkita asosiy funktsiya turli xil ilovalarni amalga oshirish uchun zarurdir. Biroq, ko'rinadigan yorug'lik diapazonidagi optik faza modulyatorlari uchun bir vaqtning o'zida yuqori o'tkazuvchanlik va yuqori modulyatsiya talablariga javob berish ayniqsa qiyin. Ushbu talabni qondirish uchun hatto eng mos silikon nitridi va lityum niobat materiallari ham hajm va quvvat sarfini oshirishi kerak.
Ushbu muammoni hal qilish uchun Kolumbiya universitetidan Mixal Lipson va Nanfang Yu adiabatik mikro-halqali rezonator asosida silikon nitridli termo-optik faza modulyatorini ishlab chiqdilar. Ular mikro-halqali rezonatorning kuchli ulanish holatida ishlashini isbotladilar. Qurilma minimal yo'qotish bilan fazali modulyatsiyaga erishishi mumkin. Oddiy to'lqin o'tkazgichli faza modulyatorlari bilan taqqoslaganda, qurilma hech bo'lmaganda bo'sh joy va quvvat sarfini kamaytirish tartibiga ega. Tegishli kontent Nature Photonics jurnalida chop etilgan.
Mixal Lipson, kremniy nitridiga asoslangan integral fotonika sohasidagi yetakchi mutaxassis: “Bizning taklif qilayotgan yechimimizning kaliti optik rezonatordan foydalanish va kuchli bog‘lanish holatida ishlashdir”, dedi.
Optik rezonator juda nosimmetrik tuzilma bo'lib, yorug'lik nurlarining bir nechta tsikllari orqali kichik sinishi indeksining o'zgarishini faza o'zgarishiga aylantira oladi. Umuman olganda, uni uch xil ish holatiga bo'lish mumkin: "bog'lanish ostida" va "bog'lanish ostida". Kritik ulanish" va "kuchli ulanish". Ular orasida "bog'lanish ostida" faqat cheklangan fazali modulyatsiyani ta'minlashi mumkin va keraksiz amplituda o'zgarishlarini keltirib chiqaradi va "tanqidiy ulanish" katta optik yo'qotishlarga olib keladi va shu bilan qurilmaning haqiqiy ishlashiga ta'sir qiladi.
To'liq 2p fazali modulyatsiyaga va minimal amplituda o'zgarishiga erishish uchun tadqiqot guruhi mikroringni "kuchli ulanish" holatida manipulyatsiya qildi. Mikroring va "avtobus" o'rtasidagi ulanish kuchi mikroringni yo'qotishdan kamida o'n baravar yuqori. Bir qator dizayn va optimallashtirishdan so'ng, yakuniy tuzilma quyidagi rasmda ko'rsatilgan. Bu konusning kengligi bo'lgan rezonansli halqadir. Tor to'lqin yo'riqnomasi qismi "avtobus" va mikro lasan o'rtasidagi optik ulanish kuchini yaxshilaydi. Keng to'lqin o'tkazgich qismi yon devorning optik tarqalishini kamaytirish orqali mikroringning yorug'lik yo'qotilishi kamayadi.
Maqolaning birinchi muallifi Heqing Huang ham shunday dedi: “Biz miniatyura, energiyani tejovchi va juda kam yo‘qotadigan ko‘rinadigan yorug‘lik fazasi modulyatorini ishlab chiqdik, radiusi bor-yo‘g‘i 5 mkm va p fazali modulyatsiya quvvati faqat 0,8 mVt. Kiritilgan amplituda o'zgarishi 10% dan kam. Eng kamsi shundaki, ushbu modulyator ko'rinadigan spektrdagi eng qiyin ko'k va yashil chiziqlar uchun bir xil darajada samarali.
Nanfang Yu shuningdek, elektron mahsulotlarni integratsiya qilish darajasiga etishdan uzoq bo'lsa-da, ularning ishi fotonik kalitlar va elektron kalitlar o'rtasidagi farqni keskin qisqartirganini ta'kidladi. "Agar avvalgi modulyator texnologiyasi ma'lum bir chip maydoni va quvvat byudjetini hisobga olgan holda 100 ta to'lqinli fazali modulyatorlarni birlashtirishga ruxsat bergan bo'lsa, endi biz murakkabroq funktsiyaga erishish uchun 10 000 fazali o'tkazgichni bir xil chipga birlashtira olamiz."
Muxtasar qilib aytganda, ushbu dizayn usuli ishg'ol qilingan joyni va kuchlanish sarfini kamaytirish uchun elektro-optik modulyatorlarga qo'llanilishi mumkin. U boshqa spektral diapazonlarda va boshqa turli rezonator dizaynlarida ham qo'llanilishi mumkin. Hozirgi vaqtda tadqiqot guruhi bunday mikrohalqalarga asoslangan fazalarni o'zgartiruvchi massivlardan tashkil topgan LIDAR ko'rinadigan spektrini namoyish qilish uchun hamkorlik qilmoqda. Kelajakda u kengaytirilgan optik nochiziqlik, yangi lazerlar va yangi kvant optikasi kabi ko'plab ilovalar uchun ham qo'llanilishi mumkin.
Maqola manbasi: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Xitoyning "Silikon vodiysi" - Pekin Zhongguancun shahrida joylashgan Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. mahalliy va xorijiy tadqiqot institutlari, tadqiqot institutlari, universitetlar va korxona ilmiy tadqiqot xodimlariga xizmat ko'rsatishga bag'ishlangan yuqori texnologiyali korxonadir. Kompaniyamiz asosan mustaqil tadqiqot va ishlab chiqish, dizayn, ishlab chiqarish, optoelektronik mahsulotlarni sotish bilan shug'ullanadi va ilmiy tadqiqotchilar va sanoat muhandislari uchun innovatsion echimlar va professional, shaxsiy xizmatlarni taqdim etadi. Ko'p yillik mustaqil innovatsiyalardan so'ng u kommunal, harbiy, transport, elektroenergetika, moliya, ta'lim, tibbiyot va boshqa sohalarda keng qo'llaniladigan boy va mukammal fotoelektrik mahsulotlarni yaratdi.
Siz bilan hamkorlik qilishni orziqib kutamiz!
Xabar vaqti: 29-mart-2023-yil