Yn 'e ôfrûne jierren hawwe ûndersikers út ferskate lannen yntegreare fotonika brûkt om de manipulaasje fan ynfraread ljochtwellen efterinoar te realisearjen en se oan te passen op hege snelheid 5G-netwurken, chipsensors en autonome auto's. Op it stuit, mei de trochgeande ferdjipjen fan dizze ûndersyksrjochting, binne ûndersikers begon om yngeande deteksje út te fieren fan koartere sichtbere ljochtbanden en ûntwikkelje mear wiidweidige applikaasjes, lykas LIDAR op chipnivo, AR / VR / MR (ferbettere / firtuele / hybride) Reality) Bril, holografyske byldskermen, kwantumferwurkingschips, optogenetyske probes dy't yn 'e harsens ymplantearre binne, ensfh.
De grutskalige yntegraasje fan optyske faze modulators is de kearn fan it optyske subsysteem foar on-chip optyske routing en frije romte wavefront foarmjouwing. Dizze twa primêre funksjes binne essensjeel foar it realisearjen fan ferskate tapassingen. Foar optyske fazemodulators yn it sichtbere ljochtberik is it lykwols benammen útdaagjend om tagelyk te foldwaan oan de easken fan hege transmittânsje en hege modulaasje. Om te foldwaan oan dizze eask, sels de meast geskikte silisium nitride en lithium niobate materialen moatte fergrutsje it folume en macht konsumpsje.
Om dit probleem op te lossen, ûntwurpen Michal Lipson en Nanfang Yu fan Columbia University in silisiumnitride thermo-optyske fazemodulator basearre op de adiabatyske mikroringresonator. Se bewiisden dat de mikro-ring resonator wurket yn in sterke coupling steat. It apparaat kin fazemodulaasje berikke mei minimaal ferlies. Yn ferliking mei gewoane waveguide faze modulators, it apparaat hat op syn minst in folchoarder fan grutte reduksje yn romte en enerzjyferbrûk. De relatearre ynhâld is publisearre yn Nature Photonics.
Michal Lipson, in liedende ekspert op it mêd fan yntegreare fotonika, basearre op silisiumnitride, sei: "De kaai foar ús foarstelde oplossing is om in optyske resonator te brûken en te operearjen yn in saneamde sterke koppelingstatus."
De optyske resonator is in tige symmetryske struktuer, dy't in lytse brekingsyndeksferoaring kin omsette yn in fazeferoaring troch meardere syklusen fan ljochtbalken. Yn 't algemien kin it wurde ferdield yn trije ferskillende wurkstaten: "ûnder keppeling" en "ûnder keppeling." Krityske koppeling" en "sterke koppeling." Under harren, "ûnder coupling" kin allinnich foarsjen beheinde faze modulation en sil ynfiere ûnnedige amplitude feroarings, en "krityske coupling" sil feroarsaakje substansjele optyske ferlies, dêrmei ynfloed op de eigentlike prestaasjes fan it apparaat.
Om folsleine 2π-fazemodulaasje en minimale amplitudeferoaring te berikken, manipulearre it ûndersyksteam de mikroring yn in "sterke koppeling" steat. De koppelingssterkte tusken de mikroring en de "bus" is op syn minst tsien kear heger as it ferlies fan 'e mikroring. Nei in searje ûntwerpen en optimisaasje wurdt de definitive struktuer werjûn yn 'e ûndersteande figuer. Dit is in resonânsjefel ring mei in tapered breedte. De smelle waveguide diel ferbettert de optyske coupling sterkte tusken de "bus" en de mikro-coil. It brede waveguidediel It ljochtferlies fan 'e mikroring wurdt fermindere troch it ferminderjen fan de optyske fersprieding fan' e sydmuorre.
Heqing Huang, de earste auteur fan it papier, sei ek: "Wy hawwe in miniatuer, enerzjybesparjende en ekstreem leech-ferlies sichtbere ljochtfasemodulator ûntworpen mei in straal fan mar 5 μm en in π-fase modulaasje enerzjyferbrûk fan allinich 0,8 mW. De ynfierde amplitudefariaasje is minder dan 10%. Wat seldsumer is, is dat dizze modulator like effektyf is foar de dreechste blauwe en griene bands yn it sichtbere spektrum.
Nanfang Yu wiisde ek op dat hoewol't se fier fan it berikken fan it nivo fan yntegraasje fan elektroanyske produkten binne, har wurk de kleau tusken fotonyske skeakels en elektroanyske skeakels dramatysk fermindere hat. "As de foarige modulatortechnology allinich de yntegraasje fan 100 waveguide-fazemodulators tastien hat, jûn in bepaalde chipfuotprint en krêftbudzjet, dan kinne wy no 10,000 faze-shifters yntegrearje op deselde chip om mear komplekse funksje te berikken."
Koartsein, dizze ûntwerpmetoade kin tapast wurde op elektro-optyske modulators om de besette romte en spanningsferbrûk te ferminderjen. It kin ek brûkt wurde yn oare spektrale berik en oare ferskillende resonator ûntwerpen. Op it stuit wurket it ûndersyksteam gear om it sichtbere spektrum LIDAR te demonstrearjen, gearstald út faze-skifter-arrays basearre op sokke mikroringen. Yn 'e takomst kin it ek tapast wurde op in protte tapassingen lykas ferbettere optyske netlineariteit, nije lasers, en nije kwantumoptika.
Boarne fan it artikel: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. leit yn 'e "Silicon Valley" fan Sina - Beijing Zhongguancun, is in hege-tech ûndernimming wijd oan it tsjinjen fan ynlânske en bûtenlânske ûndersyksynstituten, ûndersyksynstituten, universiteiten en ûndernimmingswittenskiplik ûndersykspersoniel. Us bedriuw is benammen dwaande mei it ûnôfhinklik ûndersyk en ûntwikkeling, ûntwerp, fabrikaazje, ferkeap fan opto-elektroanyske produkten, en leveret ynnovative oplossingen en profesjonele, personaliseare tsjinsten foar wittenskiplike ûndersikers en yndustriële yngenieurs. Nei jierren fan ûnôfhinklike ynnovaasje hat it in rike en perfekte searje fan fotoelektryske produkten foarme, dy't in protte brûkt wurde yn gemeentlike, militêre, ferfier, elektryske krêft, finânsjes, ûnderwiis, medyske en oare yndustry.
Wy sjogge út nei gearwurking mei jo!
Post tiid: Mar-29-2023