Ing taun-taun pungkasan, para peneliti saka macem-macem negara wis nggunakake fotonik terintegrasi kanggo nggayuh manipulasi gelombang cahya inframerah kanthi berturut-turut lan ngetrapake menyang jaringan 5G kecepatan tinggi, sensor chip, lan kendaraan otonom. Saiki, kanthi terus-terusan ndalami arah riset iki, para peneliti wis miwiti nindakake deteksi mendalam babagan pita cahya sing katon luwih cendhek lan ngembangake aplikasi sing luwih ekstensif, kayata LIDAR tingkat chip, Kacamata AR/VR/MR (Realitas sing ditingkatake/virtual/hibrida), tampilan holografik, chip pangolahan kuantum, probe optogenetik sing ditanam ing otak, lan liya-liyane.
Integrasi modulator fase optik skala gedhe minangka inti saka subsistem optik kanggo perutean optik on-chip lan pembentukan muka gelombang ruang bebas. Rong fungsi utama iki penting kanggo realisasi macem-macem aplikasi. Nanging, kanggo modulator fase optik ing rentang cahya sing katon, angel banget kanggo nyukupi syarat transmitansi dhuwur lan modulasi dhuwur ing wektu sing padha. Kanggo nyukupi syarat iki, sanajan bahan silikon nitrida lan litium niobate sing paling cocog kudu nambah volume lan konsumsi daya.
Kanggo ngatasi masalah iki, Michal Lipson lan Nanfang Yu saka Universitas Columbia ngrancang modulator fase termo-optik silikon nitrida adhedhasar resonator mikro-ring adiabatik. Dheweke mbuktekake manawa resonator mikro-ring beroperasi ing kahanan kopling sing kuwat. Piranti kasebut bisa entuk modulasi fase kanthi kerugian minimal. Dibandhingake karo modulator fase pandu gelombang biasa, piranti kasebut paling ora duwe pengurangan konsumsi ruang lan daya sing signifikan. Konten sing gegandhengan wis diterbitake ing Nature Photonics.
Michal Lipson, pakar terkemuka ing babagan fotonik terpadu, adhedhasar silikon nitrida, ngendika: "Kunci kanggo solusi sing diusulake yaiku nggunakake resonator optik lan beroperasi ing kahanan sing diarani kopling kuwat."
Resonator optik iku struktur sing simetris banget, sing bisa ngowahi owah-owahan indeks bias cilik dadi owah-owahan fase liwat pirang-pirang siklus sinar cahya. Umumé, bisa dipérang dadi telung kahanan kerja sing béda: "under coupling" lan "under coupling." "Critical coupling" lan "strong coupling". Antarane, "under coupling" mung bisa nyedhiyakake modulasi fase winates lan bakal ngenalake owah-owahan amplitudo sing ora perlu, lan "critical coupling" bakal nyebabake kerugian optik sing substansial, saengga mengaruhi kinerja piranti kasebut.
Kanggo entuk modulasi fase 2π sing lengkap lan owah-owahan amplitudo minimal, tim riset ngolah microring ing kahanan "kopling sing kuwat". Kekuwatan kopling antarane microring lan "bus" paling ora sepuluh kali luwih dhuwur tinimbang mundhut microring. Sawise serangkaian desain lan optimasi, struktur pungkasan dituduhake ing gambar ing ngisor iki. Iki minangka cincin resonansi kanthi jembar sing meruncing. Bagean pandu gelombang sing sempit nambah kekuatan kopling optik antarane "bus" lan mikro-koil. Bagean pandu gelombang sing amba Mundhut cahya saka microring dikurangi kanthi nyuda panyebaran optik saka tembok sisih.
Heqing Huang, penulis pertama makalah iki, uga ngendika: "Kita wis ngrancang modulator fase cahya katon miniatur, hemat energi, lan rugine sithik banget kanthi radius mung 5 μm lan konsumsi daya modulasi fase π mung 0,8 mW. Variasi amplitudo sing dikenalake kurang saka 10%. Sing luwih langka yaiku modulator iki efektif banget kanggo pita biru lan ijo sing paling angel ing spektrum sing katon."
Nanfang Yu uga nudingake yen sanajan dheweke isih adoh saka tekan tingkat integrasi produk elektronik, karyane wis nyuda kesenjangan antarane saklar fotonik lan saklar elektronik kanthi dramatis. "Yen teknologi modulator sadurunge mung ngidini integrasi 100 modulator fase pandu gelombang sing diwenehi jejak chip lan anggaran daya tartamtu, mula saiki kita bisa nggabungake 10.000 pemindah fase ing chip sing padha kanggo entuk Fungsi sing luwih kompleks."
Cekakipun, metode desain iki bisa diterapake ing modulator elektro-optik kanggo ngurangi ruang sing dikuwasani lan konsumsi voltase. Iki uga bisa digunakake ing rentang spektral liyane lan desain resonator liyane sing beda. Saiki, tim riset lagi kerja sama kanggo nduduhake spektrum LIDAR sing katon sing kasusun saka susunan penggeser fase adhedhasar cincin mikro kasebut. Ing mangsa ngarep, iki uga bisa diterapake ing akeh aplikasi kayata nonlinieritas optik sing ditingkatake, laser anyar, lan optik kuantum anyar.
Sumber artikel: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. dumunung ing "Silicon Valley" China - Beijing Zhongguancun, minangka perusahaan teknologi tinggi sing darmabakti kanggo nglayani lembaga riset domestik lan manca negara, lembaga riset, universitas, lan personel riset ilmiah perusahaan. Perusahaan kita utamane melu riset lan pangembangan independen, desain, manufaktur, dodolan produk optoelektronik, lan nyedhiyakake solusi inovatif lan layanan profesional sing dipersonalisasi kanggo peneliti ilmiah lan insinyur industri. Sawise pirang-pirang taun inovasi independen, wis mbentuk seri produk fotoelektrik sing sugih lan sampurna, sing digunakake sacara wiyar ing industri kotamadya, militer, transportasi, tenaga listrik, keuangan, pendidikan, medis, lan liyane.
Kita ngarep-arep kerjasama karo sampeyan!
Wektu kiriman: 29 Maret 2023