Nan dènye ane sa yo, chèchè ki soti nan plizyè peyi te itilize fotonik entegre pou reyalize youn apre lòt manipilasyon ond limyè enfrawouj epi aplike yo nan rezo 5G gwo vitès, detèktè chip, ak machin otonòm. Kounye a, avèk pwofondisman kontinyèl nan direksyon rechèch sa a, chèchè yo te kòmanse fè deteksyon pwofon nan bann limyè vizib ki pi kout epi devlope aplikasyon ki pi vaste, tankou LIDAR nan nivo chip, linèt AR/VR/MR (reyalite amelyore/vityèl/ibrid), ekspozisyon olografik, chip pwosesis kwantik, sond optojenetik enplante nan sèvo, elatriye.
Entegrasyon sou gwo echèl modilatè faz optik yo se nwayo sousistèm optik la pou routaj optik sou chip ak fòmasyon fwon vag nan espas lib. De fonksyon prensipal sa yo esansyèl pou realizasyon divès aplikasyon. Sepandan, pou modilatè faz optik nan seri limyè vizib la, li patikilyèman difisil pou satisfè egzijans transmisyon segondè ak modilasyon segondè an menm tan. Pou satisfè egzijans sa a, menm materyèl nitrid Silisyòm ak niobat ityòm ki pi apwopriye yo bezwen ogmante volim ak konsomasyon enèji.
Pou rezoud pwoblèm sa a, Michal Lipson ak Nanfang Yu nan Inivèsite Columbia te desine yon modilatè faz tèmo-optik nitrid silikon ki baze sou rezonatè mikwo-bag adyabatik la. Yo te pwouve ke rezonatè mikwo-bag la opere nan yon eta kouplaj fò. Aparèy la ka reyalize modilasyon faz ak pèt minimòm. Konpare ak modilatè faz gid vag òdinè yo, aparèy la gen omwen yon lòd mayitid rediksyon nan espas ak konsomasyon enèji. Kontni ki gen rapò a te pibliye nan Nature Photonics.
Michal Lipson, yon ekspè dirijan nan domèn fotonik entegre, ki baze sou nitrid Silisyòm, te di: "Kle solisyon nou pwopoze a se sèvi ak yon rezonatè optik epi opere nan yon eta yo rele kouplaj fò."
Rezonatè optik la se yon estrikti trè simetrik, ki ka konvèti yon ti chanjman endis refraksyon an yon chanjman faz atravè plizyè sik reyon limyè. Anjeneral, li ka divize an twa eta fonksyònman diferan: "anba kouplaj" ak "anba kouplaj". "Kouplaj kritik" ak "kouplaj fò". Pami yo, "anba kouplaj" ka sèlman bay modilasyon faz limite epi li pral entwodui chanjman anplitid ki pa nesesè, epi "kouplaj kritik" pral lakòz yon pèt optik sibstansyèl, kidonk afekte pèfòmans aktyèl aparèy la.
Pou reyalize yon modilasyon faz 2π konplè ak yon chanjman anplitid minimòm, ekip rechèch la te manipile mikwo-bag la nan yon eta "kouplaj fò". Fòs kouplaj ant mikwo-bag la ak "bis" la omwen dis fwa pi wo pase pèt mikwo-bag la. Apre yon seri konsepsyon ak optimize, estrikti final la montre nan figi ki anba a. Sa a se yon bag rezonans ak yon lajè konik. Pati gid ond etwat la amelyore fòs kouplaj optik ant "bis" la ak mikwo-bobin lan. Pati gid ond laj la Pèt limyè mikwo-bag la redwi lè yo diminye difizyon optik miray lateral la.
Heqing Huang, premye otè atik la, te di tou: “Nou te desine yon modilatè faz limyè vizib miniature, ki ekonomize enèji, epi ki gen pèt trè ba, ak yon reyon sèlman 5 μm ak yon konsomasyon pouvwa modilasyon faz π ki sèlman 0.8 mW. Varyasyon anplitid ki entwodui a mwens pase 10%. Sa ki pi ra a se ke modilatè sa a efikas egalman pou bann ble ak vèt ki pi difisil nan spectre vizib la.”
Nanfang Yu te fè remake tou ke byenke yo lwen rive nan nivo entegrasyon pwodwi elektwonik yo, travay yo te diminye anpil diferans ki genyen ant switch fotonik ak switch elektwonik yo. "Si teknoloji modilatè anvan an te sèlman pèmèt entegrasyon 100 modilatè faz gid vag yo ak yon sèten anprint chip ak bidjè pouvwa, alò nou kapab kounye a entegre 10,000 chanjman faz sou menm chip la pou reyalize yon fonksyon ki pi konplèks."
An brèf, metòd konsepsyon sa a ka aplike nan modilatè elektwo-optik pou diminye espas ki okipe a ak konsomasyon vòltaj la. Li kapab itilize tou nan lòt ranje espektral ak lòt diferan konsepsyon rezonatè. Kounye a, ekip rechèch la ap kolabore pou demontre LIDAR spectre vizib la ki konpoze de etalaj chanjman faz ki baze sou mikwo bag sa yo. Nan lavni, li kapab aplike tou nan anpil aplikasyon tankou amelyorasyon non-linearite optik, nouvo lazè, ak nouvo optik kwantik.
Sous atik la: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., ki sitiye nan "Silicon Valley" Lachin nan – Beijing Zhongguancun, se yon antrepriz gwo teknoloji ki dedye a sèvi enstitisyon rechèch domestik ak etranje, enstiti rechèch, inivèsite ak pèsonèl rechèch syantifik antrepriz yo. Konpayi nou an sitou angaje nan rechèch ak devlopman endepandan, konsepsyon, fabrikasyon, lavant pwodwi optoelektwonik, epi li bay solisyon inovatè ak sèvis pwofesyonèl ak pèsonalize pou chèchè syantifik ak enjenyè endistriyèl. Apre plizyè ane inovasyon endepandan, li te fòme yon seri pwodwi fotoelektrik rich ak pafè, ki lajman itilize nan endistri minisipal, militè, transpò, enèji elektrik, finans, edikasyon, medikal ak lòt endistri yo.
Nou ap tann pou kolabore avèk ou!
Dat piblikasyon: 29 mas 2023