Dina taun-taun ayeuna, panalungtik ti sagala rupa nagara geus ngagunakeun fotonik terpadu pikeun ngawujudkeun manipulasi gelombang cahaya infra red jeung nerapkeunana kana jaringan 5G-speed tinggi, sensor chip, jeung kandaraan otonom.Ayeuna, ku deepening kontinyu arah ieu panalungtikan, peneliti geus dimimitian pikeun ngalakonan deteksi di-jero pita cahaya katempo pondok tur ngamekarkeun aplikasi leuwih éksténsif, kayaning chip-tingkat LIDAR, AR / VR / MR (enhanced / virtual / hibrid) Kanyataanana) Kacamata, tampilan holografik, chip pangolahan kuantum, panyilidikan optogenetik anu ditanam dina uteuk, jsb.
Integrasi skala badag tina modulators fase optik nyaéta inti subsistem optik pikeun on-chip routing optik sarta bébas-spasi wavefront shaping.Ieu dua fungsi primér penting pikeun realisasi rupa aplikasi.Najan kitu, pikeun modulators fase optik dina rentang cahaya katempo, éta utamana nangtang pikeun minuhan sarat tina transmittance tinggi na modulasi tinggi dina waktos anu sareng.Pikeun nyumponan sarat ieu, bahkan bahan silikon nitrida sareng litium niobate anu paling cocog kedah ningkatkeun volume sareng konsumsi kakuatan.
Pikeun ngajawab masalah ieu, Michal Lipson jeung Nanfang Yu of Columbia University mendesain modulator fase thermo-optik silikon nitrida dumasar kana resonator mikro-ring adiabatic.Aranjeunna ngabuktikeun yén mikro-ring resonator beroperasi dina kaayaan gandeng kuat.Alat tiasa ngahontal modulasi fase kalayan leungitna minimal.Dibandingkeun sareng modulator fase waveguide biasa, alat éta sahenteuna ngagaduhan urutan pangurangan gedéna rohangan sareng konsumsi kakuatan.Eusi anu aya hubunganana parantos diterbitkeun dina Nature Photonics.
Michal Lipson, ahli ngarah dina widang photonics terpadu, dumasar kana silikon nitride, ceuk: "Konci pikeun solusi diusulkeun kami nyaéta ngagunakeun hiji resonator optik sarta beroperasi dina disebut kaayaan gandeng kuat".
Resonator optik nyaéta struktur kacida simetris, nu bisa ngarobah parobahan indéks réfraktif leutik jadi robah fase ngaliwatan sababaraha siklus balok cahaya.Sacara umum, éta tiasa dibagi kana tilu kaayaan kerja anu béda: "dina gandeng" sareng "sahandapeun gandeng."Gandeng kritis" jeung "gandeng kuat".Di antarana, "dina gandeng" ngan bisa nyadiakeun modulasi fase kawates sarta bakal ngawanohkeun parobahan amplitudo perlu, sarta "gandeng kritis" bakal ngabalukarkeun leungitna optik badag, kukituna mangaruhan kinerja sabenerna alat.
Pikeun ngahontal modulasi fase 2π lengkep sareng parobahan amplitudo minimal, tim peneliti ngamanipulasi microring dina kaayaan "gandeng kuat".Kakuatan gandeng antara microring jeung "beus" téh sahanteuna sapuluh kali leuwih luhur ti leungitna microring nu.Sanggeus runtuyan desain jeung optimasi, struktur final ditémbongkeun dina gambar di handap ieu.Ieu cingcin résonansi kalayan rubak tapered.Bagian waveguide sempit ngaronjatkeun kakuatan gandeng optik antara "beus" jeung mikro-coil.Bagian waveguide lega Leungitna lampu microring nu diréduksi ku cara ngurangan scattering optik sidewall nu.
Heqing Huang, panulis kertas munggaran, ogé nyarios: "Kami parantos ngararancang modulator fase cahaya katingali miniatur, hemat energi, sareng kaleungitan pisan rendah kalayan radius ukur 5 μm sareng konsumsi kakuatan modulasi π-fase ngan ukur. 0,8 mW.Variasi amplitudo anu diwanohkeun kirang ti 10%.Anu langkung jarang nyaéta modulator ieu sami-sami mujarab pikeun pita biru sareng héjo anu paling hese dina spéktrum anu katingali.
Nanfang Yu ogé nunjuk kaluar yén sanajan aranjeunna tebih ti ngahontal tingkat integrasi produk éléktronik, karya maranéhanana geus nyirorot narrowed celah antara switch photonic na switch éléktronik."Upami téknologi modulator saméméhna ngan ukur ngamungkinkeun integrasi 100 modulator fase pandu gelombang anu dipasihan tapak suku chip sareng anggaran kakuatan, maka urang ayeuna tiasa ngahijikeun 10,000 shifters fase dina chip anu sami pikeun ngahontal Fungsi anu langkung kompleks."
Pondokna, metode desain ieu tiasa diterapkeun kana modulator elektro-optik pikeun ngirangan rohangan anu dijajah sareng konsumsi tegangan.Ogé bisa dipaké dina rentang spéktral sejen tur desain resonator béda lianna.Ayeuna, tim peneliti gawé bareng pikeun nunjukkeun spéktrum LIDAR anu katingali anu diwangun ku susunan shifter fase dumasar kana microrings sapertos kitu.Dina mangsa nu bakal datang, éta ogé bisa dilarapkeun ka loba aplikasi kayaning ditingkatkeun nonlinier optik, lasers anyar, sarta optik kuantum anyar.
Sumber artikel: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. lokasina di Cina urang "Silicon Valley" - Beijing Zhongguancun, mangrupakeun perusahaan tinggi-tech dedicated ka ngalayanan lembaga panalungtikan domestik jeung luar nagri, institutes panalungtikan, universitas sarta tanaga panalungtikan ilmiah perusahaan.Pausahaan urang utamana kalibet dina panalungtikan sarta pamekaran bebas, desain, manufaktur, jualan produk optoeléktronik, sarta nyadiakeun solusi inovatif tur profésional, jasa pribadi pikeun peneliti ilmiah sarta insinyur industri.Sanggeus taun inovasi bebas, éta geus ngawangun runtuyan euyeub tur sampurna produk photoelectric, nu loba dipaké di kota, militér, transportasi, kakuatan listrik, keuangan, atikan, médis sarta industri lianna.
Kami ngarepkeun gawé bareng sareng anjeun!
waktos pos: Mar-29-2023