Pastaraisiais metais įvairių šalių tyrėjai naudojo integruotą fotoniką, norėdami iš eilės įgyvendinti infraraudonųjų spindulių bangų manipuliavimą ir pritaikyti jas greitaeigių 5G tinklų, lustų jutiklių ir autonominių transporto priemonių. Šiuo metu, nuolat gilindami į šią tyrimo kryptį, tyrėjai pradėjo atlikti išsamų trumpesnių matomų šviesos juostų aptikimą ir sukurti plačiau pritaikytus pritaikymus, tokius kaip lusto lygio lidaras, AR/VR/MR (patobulintos/virtualios/hibridinės) akiniai, holografiniai ekranai, kvantiniai perdirbimo traškučiai, optogeneziniai zondai, implantuojami smegenyse).
Didelio masto optinių fazių moduliatorių integracija yra optinio posistemio, skirto optiniam optiniam maršrutizavimui ir laisvosios erdvės bangos fronto formavimui, pagrindas. Šios dvi prima RY funkcijos yra būtinos norint įgyvendinti įvairias programas. Tačiau optinių fazių moduliatoriams matomame šviesos diapazone yra ypač sudėtinga patenkinti aukšto perdavimo ir aukšto moduliacijos reikalavimus tuo pačiu metu. Norint patenkinti šį reikalavimą, net ir tinkamiausiam silicio nitrido ir ličio niobatų medžiagoms reikia padidinti tūrio ir energijos sąnaudas.
Norėdami išspręsti šią problemą, Michal Lipson ir Nanfang Yu iš Kolumbijos universiteto suprojektavo silicio nitrido termo-optinio fazės moduliatorių, pagrįstą adiabatinio mikro žiedo rezonatoriumi. Jie įrodė, kad mikro žiedo rezonatorius veikia stiprioje sujungimo būsenoje. Įrenginys gali pasiekti fazės moduliaciją su minimaliais praradimais. Palyginti su įprastais bangolaidžio fazės moduliatoriais, įrenginys bent jau sumažina erdvės ir energijos suvartojimo dydį. Susijęs turinys buvo paskelbtas „Nature Photonics“.
Pagrindinis integruotos fotonikos srities ekspertas Michalas Lipsonas, paremtas silicio nitridu, teigė: „Mūsų siūlomo sprendimo raktas yra naudoti optinį rezonatorių ir veikti vadinamoje stiprioje sujungimo būsenoje“.
Optinis rezonatorius yra labai simetriška struktūra, kuri gali paversti mažą lūžio rodiklio pokytį į fazės pokytį per kelis šviesos pluoštų ciklus. Paprastai tai galima suskirstyti į tris skirtingas veikiančias būsenas: „sujungus“ ir „su jungtimi“. Kritinis sujungimas “ir„ stiprus jungtis “. Tarp jų „po jungimas“ gali suteikti tik ribotą fazės moduliaciją ir įves nereikalingus amplitudės pokyčius, o „kritinis sukabinimas“ sukels didelę optinį nuostolį ir taip paveiks faktinį įrenginio veikimą.
Norėdami pasiekti visišką 2π fazės moduliaciją ir minimalų amplitudės pokytį, tyrimų komanda manipuliavo mikrorais „stiprios jungties“ būsenoje. Mikro ir „magistralės“ sujungimo stiprumas yra bent dešimt kartų didesnis nei mikroro praradimas. Po daugybės dizainų ir optimizavimo, galutinė struktūra parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Tai yra rezonansinis žiedas, kurio plotis kūginis. Siaura bangolaidžio dalis pagerina optinio sujungimo stiprumą tarp „magistralės“ ir mikro-ritės. Plačia bangolaidžio dalis Mikro šviesos praradimas sumažėja sumažinant šoninės sienos optinį išsibarstymą.
Pirmasis popieriaus autorius Huangas taip pat sakė: „Mes sukūrėme miniatiūrinį, energijos taupymą ir ypač mažų nuostolių matomą šviesos fazės moduliatorių, kurio spindulys yra tik 5 μm, o π-fazės moduliacijos energijos sąnaudos-tik 0,8 MW. Įvesta amplitudės kitimas yra mažesnis nei 10%. Retesnė yra tai, kad šis moduliatorius yra vienodai efektyvus sunkiausioms mėlynos ir žalios spalvos juostoms matomame spektre. “
Nanfang Yu taip pat atkreipė dėmesį, kad nors jie toli gražu nėra pasiekę elektroninių produktų integracijos lygį, jų darbas smarkiai susiaurino atotrūkį tarp fotoninių jungiklių ir elektroninių jungiklių. „Jei ankstesnė moduliatoriaus technologija leido tik integruoti 100 bangolaidžių fazių moduliatorių, suteikiant tam tikrą lustų pėdsaką ir galios biudžetą, dabar galime integruoti 10 000 fazių perjungiklių į tą patį lustą, kad pasiektume sudėtingesnę funkciją.“
Trumpai tariant, šį projektavimo metodą galima pritaikyti elektro-optiniams moduliatoriams, siekiant sumažinti užimtą erdvę ir įtampos suvartojimą. Jis taip pat gali būti naudojamas kituose spektriniuose diapazonuose ir kituose skirtinguose rezonatorių dizainuose. Šiuo metu tyrimų komanda bendradarbiauja, kad parodytų matomą spektrą LIDAR, sudarytą iš fazių perjungiklių matricų, pagrįstų tokiais mikrorais. Ateityje jis taip pat gali būti taikomas daugeliui programų, tokių kaip patobulintas optinis netiesiškumas, nauji lazeriai ir nauja kvantinė optika.
Straipsnio šaltinis: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Pekino „Rofea Optoelectronics Co., Ltd.“, įsikūrusi Kinijos „Silicio slėnyje“-Pekine Zhongguancun, yra aukštųjų technologijų įmonė, skirta aptarnauti vidaus ir užsienio tyrimų institucijas, tyrimų institutus, universitetus ir įmonių mokslinių tyrimų personalą. Mūsų įmonė daugiausia užsiima nepriklausomais tyrimais ir plėtra, projektavimu, gamyba, optoelektroninių produktų pardavimu ir teikia novatoriškus sprendimus bei profesionalias, individualizuotas paslaugas mokslo tyrinėtojams ir pramonės inžinieriams. Po daugelio metų nepriklausomų naujovių ji suformavo turtingą ir tobulą fotoelektrinių produktų seriją, kuri plačiai naudojama savivaldybių, karinių, transporto, elektros energijos, finansų, švietimo, medicinos ir kitose pramonės šakose.
Mes tikimės bendradarbiavimo su jumis!
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 29 d