Последњих година, истраживачи из различитих земаља су користили интегрисану фотонику да сукцесивно реализују манипулацију инфрацрвеним светлосним таласима и примењују 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 може се 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