Акыркы жылдары ар кайсы өлкөлөрдүн изилдөөчүлөрү инфракызыл жарык толкундарынын манипуляциясын ырааттуу ишке ашыруу жана аларды жогорку ылдамдыктагы 5G тармактарына, чип сенсорлоруна жана автономдуу унааларга колдонуу үчүн интегралдык фотониканы колдонушту.Азыркы учурда, бул изилдөө багытын тынымсыз тереңдетүү менен, изилдөөчүлөр кыскараак көрүнүүчү жарык тилкелерин тереңдетүүнү ишке ашыра башташты жана чип деңгээлиндеги LIDAR, AR/VR/MR (жакшыртылган/виртуалдык/) сыяктуу кеңири колдонмолорду иштеп чыгышты. гибрид) Чындык) Көз айнек, голографиялык дисплейлер, кванттык иштетүү чиптери, мээге имплантацияланган оптогенетикалык зонддор ж.б.
Оптикалык фазалык модуляторлордун масштабдуу интеграциясы чиптеги оптикалык маршрутташтыруу жана бош мейкиндик толкун фронтун калыптандыруу үчүн оптикалык подсистеманын өзөгү болуп саналат.Бул эки негизги функциялар ар кандай тиркемелерди ишке ашыруу үчүн зарыл.Бирок, көзгө көрүнгөн жарык диапазонундагы оптикалык фазалык модуляторлор үчүн, ошол эле учурда жогорку өткөрүмдүүлүк жана жогорку модуляция талаптарын канааттандыруу өзгөчө татаал.Бул талапты канааттандыруу үчүн, ал тургай, абдан ылайыктуу кремний нитриди жана литий niobate материалдар көлөмүн жана электр керектөөсүн жогорулатуу керек.
Бул көйгөйдү чечүү үчүн Колумбия университетинен Михал Липсон жана Нанфанг Ю кремний нитридинин термо-оптикалык фазалык модуляторун адиабаттык микро-шакекче резонатордун негизинде иштеп чыгышкан.Алар микро-шакек резонаторунун бекем туташуу абалында иштей тургандыгын далилдешти.Аппарат минималдуу жоготуу менен фазалык модуляцияга жетише алат.Кадимки толкун өткөргүч фазалык модуляторлор менен салыштырганда, аппарат мейкиндикти жана энергияны керектөөнүн көлөмүн азайтуу тартибине ээ.Тиешелүү мазмун Nature Photonics журналында жарыяланды.
Михал Липсон, кремний нитридине негизделген интегралдык фотоника тармагындагы алдыңкы эксперт: "Биздин сунуштаган чечимибиздин ачкычы - оптикалык резонаторду колдонуу жана күчтүү туташуу абалында иштөө".
Оптикалык резонатор - бул өтө симметриялуу түзүлүш, ал кичинекей сынуу көрсөткүчүнүн өзгөрүшүн жарык нурларынын бир нече циклдери аркылуу фазалык өзгөрүүгө айландыра алат.Жалпысынан алганда, аны үч түрдүү жумушчу абалга бөлүүгө болот: "байланыш астында" жана "байланыш астында".Критикалык бириктирүү» жана «күчтүү бириктирүү».Алардын арасында, "кошуу астында" чектелген фазалык модуляцияны гана камсыздай алат жана амплитуданын керексиз өзгөрүүлөрүн киргизет, ал эми "критикалык туташуу" олуттуу оптикалык жоготууга алып келет, ошону менен аппараттын иш жүзүндөгү иштешине таасир этет.
Толук 2π фазалык модуляцияга жана амплитуданын минималдуу өзгөрүшүнө жетишүү үчүн изилдөө тобу микрорингди “күчтүү туташуу” абалында манипуляциялашты.Микроринг менен "автобустун" ортосундагы бириктирүү күчү микрорингдин жоголушунан кеминде он эсе жогору.Дизайн жана оптималдаштыруу бир катар кийин, акыркы структура төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.Бул конус туурасы менен резонанстык шакек болуп саналат.Тар толкун өткөргүч бөлүгү "автобус" менен микро-катушканын ортосундагы оптикалык бириктирүү күчүн жакшыртат.Кең толкун өткөргүч бөлүгү Микрорингдин жарык жоготуусу каптал дубалдын оптикалык чачырашын азайтуу менен азаят.
Кагаздын биринчи автору Хецин Хуан дагы мындай деди: «Биз миниатюралык, энергияны үнөмдөөчү жана өтө аз жоготууга ээ көрүнүүчү жарык фазасынын модуляторун иштеп чыктык, радиусу болгону 5 мкм жана π-фазалык модуляциянын кубаттуулугу бир гана 0,8 мВт.Киргизилген амплитудалык вариация 10% дан аз.Бул модулятор көрүнгөн спектрдеги эң татаал көк жана жашыл тилкелер үчүн бирдей эффективдүү экени сейрек кездешет.
Нанфан Ю ошондой эле алар электрондук өнүмдөрдү интеграциялоо деңгээлине жетүүдөн алыс болсо да, алардын иши фотоникалык өчүргүчтөр менен электрондук өчүргүчтөрдүн ортосундагы ажырымды кескин кыскартканын белгиледи."Эгер мурунку модулятор технологиясы белгилүү бир чиптин изи жана кубаттуулук бюджети менен 100 толкун өткөргүч фазалык модуляторлорду интеграциялоого гана уруксат берсе, анда биз азыр татаалыраак Функцияга жетүү үчүн бир эле чипке 10 000 фаза алмаштыргычты бириктире алабыз."
Кыскача айтканда, бул долбоорлоо ыкмасы ээлеген мейкиндикти жана чыңалуу керектөөсүн азайтуу үчүн электр-оптикалык модуляторлор үчүн колдонулушу мүмкүн.Ал ошондой эле башка спектралдык диапазондо жана башка ар кандай резонатордук конструкцияларда колдонулушу мүмкүн.Азыркы учурда, изилдөө тобу ушундай микро шакекчелердин негизинде фазалык жылдыргыч массивдерден турган LIDAR көрүнүүчү спектрин көрсөтүү үчүн кызматташып жатат.Келечекте аны оптикалык сызыктуу эместик, жаңы лазерлер жана жаңы кванттык оптика сыяктуу көптөгөн тиркемелерге да колдонсо болот.
Макала булагы:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Пекин Rofea Optoelectronics Co., Ltd. Кытайдын "Кремний өрөөнүндө" жайгашкан - Пекин Zhongguancun, ата мекендик жана чет элдик изилдөө институттарын, илимий-изилдөө институттарын, университеттерди жана ишкананын илимий изилдөө кызматкерлерин тейлөөгө арналган жогорку технологиялуу ишкана.Биздин компания негизинен көз карандысыз изилдөө жана иштеп чыгуу, долбоорлоо, өндүрүү, оптоэлектрондук буюмдарды сатуу менен алектенет жана илимий изилдөөчүлөр жана өнөр жай инженерлери үчүн инновациялык чечимдерди жана кесиптик, жекелештирилген кызматтарды көрсөтөт.Көп жылдык көз карандысыз инновациялардан кийин, муниципалдык, аскерий, транспорттук, электр энергетикалык, финансы, билим берүү, медицина жана башка тармактарда кеңири колдонулган фотоэлектрдик буюмдардын бай жана кемчиликсиз сериясын түздү.
Биз сиз менен кызматташууну чыдамсыздык менен күтөбүз!
Посттун убактысы: Мар-29-2023