Последњих година, истраживачи из различитих земаља су користили интегрисану фотонику како би сукцесивно реализовали манипулацију инфрацрвеним светлосним таласима и применили их на брзе 5Г мреже, сензоре за чипове и аутономна возила. Тренутно, уз континуирано продубљивање овог истраживачког правца, истраживачи су почели да спроводе дубинску детекцију краћих опсега видљиве светлости и развијају опсежније апликације, као што су ЛИДАР на нивоу чипа, АР/ВР/МР (побољшани/виртуелни/ хибрид) Реалити) Наочаре, холографски дисплеји, чипови за квантно процесирање, оптогенетске сонде имплантиране у мозак итд.
Интеграција оптичких фазних модулатора великих размера је језгро оптичког подсистема за оптичко рутирање на чипу и обликовање таласног фронта у слободном простору. Ове две основне функције су неопходне за реализацију различитих апликација. Међутим, за оптичке фазне модулаторе у опсегу видљиве светлости, посебно је изазовно испунити захтеве високе пропусности и високе модулације у исто време. Да би се испунио овај захтев, чак и најпогоднији материјали од силицијум нитрида и литијум ниобата морају да повећају запремину и потрошњу енергије.
Да би решили овај проблем, Мицхал Липсон и Нанфанг Иу са Универзитета Колумбија дизајнирали су термооптички фазни модулатор силицијум нитрида заснован на адијабатском микро-прстенастом резонатору. Они су доказали да резонатор са микро прстеном ради у стању јаког спрега. Уређај може постићи фазну модулацију са минималним губицима. У поређењу са обичним таласоводним фазним модулаторима, уређај има најмање ред величине смањења простора и потрошње енергије. Сродни садржај је објављен у Натуре Пхотоницс.
Мицхал Липсон, водећи стручњак у области интегрисане фотонике, засноване на силицијум нитриду, рекао је: „Кључ нашег предложеног решења је употреба оптичког резонатора и рад у такозваном стању јаке спреге.
Оптички резонатор је високо симетрична структура, која може претворити малу промену индекса преламања у промену фазе кроз више циклуса светлосних зрака. Уопштено, може се поделити у три различита радна стања: „испод спреге“ и „испод спреге“. Критична спрега“ и „снажна спрега“. Међу њима, „испод спрега“ може да обезбеди само ограничену фазну модулацију и увешће непотребне промене амплитуде, а „критично спајање“ ће проузроковати значајне оптичке губитке, чиме ће утицати на стварне перформансе уређаја.
Да би се постигла потпуна 2π фазна модулација и минимална промена амплитуде, истраживачки тим је манипулисао микропрстеном у стању „јаке спреге“. Снага споја између микропрстена и „сабирнице“ је најмање десет пута већа од губитка микропрстена. Након низа дизајна и оптимизације, коначна структура је приказана на слици испод. Ово је резонантни прстен са конусном ширином. Уски таласовод побољшава снагу оптичког спајања између „сабирнице“ и микро завојнице. Широки таласоводни део Губитак светлости микропрстена се смањује смањењем оптичког расејања бочне стране.
Хекинг Хуанг, први аутор рада, такође је рекао: „Дизајнирали смо минијатурни модулатор фазе видљиве светлости који штеди енергију и са екстремно малим губицима са радијусом од само 5 μм и потрошњом енергије π-фазне модулације од само 0,8 мВ. Уведена варијација амплитуде је мања од 10%. Оно што је ређе је да је овај модулатор подједнако ефикасан за најтеже плаве и зелене траке у видљивом спектру.”
Нанфанг Ју је такође истакао да иако су далеко од достизања нивоа интеграције електронских производа, њихов рад је драматично сузио јаз између фотонских прекидача и електронских прекидача. „Ако је претходна технологија модулатора дозвољавала само интеграцију 100 фазних модулатора таласовода с обзиром на одређени отисак чипа и буџет енергије, онда сада можемо интегрисати 10.000 фазних померача на истом чипу да бисмо постигли сложенију функцију.
Укратко, овај метод пројектовања се може применити на електро-оптичке модулаторе како би се смањио заузети простор и потрошња напона. Такође се може користити у другим спектралним опсезима и другим различитим дизајном резонатора. Тренутно, истраживачки тим сарађује како би демонстрирао ЛИДАР видљивог спектра који се састоји од низова померача фазе заснованих на таквим микропрстеновима. У будућности се такође може применити на многе апликације као што су побољшана оптичка нелинеарност, нови ласери и нова квантна оптика.
Извор чланка: хттпс://мп.веикин.кк.цом/с/О6иХсткМБПККДОВ4ЦоукКСА
Беијинг Рофеа Оптоелецтроницс Цо., Лтд. који се налази у кинеској „Силицијумској долини“ – Пекинг Зхонггуанцун, је високотехнолошко предузеће посвећено опслуживању домаћих и страних истраживачких институција, истраживачких института, универзитета и научноистраживачког особља предузећа. Наша компанија се углавном бави независним истраживањем и развојем, пројектовањем, производњом, продајом оптоелектронских производа и пружа иновативна решења и професионалне, персонализоване услуге за научне истраживаче и индустријске инжењере. Након година независне иновације, формирао је богату и савршену серију фотоелектричних производа, који се широко користе у општинским, војним, транспортним, електроенергетским, финансијским, образовним, медицинским и другим индустријама.
Радујемо се сарадњи са вама!
Време поста: 29.03.2023