Дар солҳои охир, муҳаққиқон аз кишварҳои гуногун фотоникаи ҳамгирошуда барои пай дар пай амалӣ кардани манипуляцияи мавҷҳои нури инфрасурх ва татбиқи онҳоро дар шабакаҳои баландсуръати 5G, сенсорҳои чипҳо ва мошинҳои мустақил истифода карданд. Дар айни замон, бо амиқтар кардани пайвастаи ин самти тадқиқот, муҳаққиқон ба ошкорсозии амиқи бандҳои нури кӯтоҳтар ва таҳияи барномаҳои васеътаре, ба монанди чипи сатҳи LIDAR, AR/VR/MR (мукаммал/виртуал/ гибрид) Воқеият) Айнакҳо, дисплейҳои голографӣ, микросхемаҳои коркарди квантӣ, зондҳои оптогенетикӣ, ки дар майна ҷойгир шудаанд ва ғайра.
Интегратсияи васеъмиқёси модуляторҳои фазаи оптикӣ асоси зерсистемаи оптикӣ барои масири оптикии чипӣ ва ташаккули мавҷҳои фазои озод мебошад. Ин ду функсияи ибтидоӣ барои татбиқи барномаҳои гуногун муҳиманд. Бо вуҷуди ин, барои модуляторҳои фазаи оптикӣ дар доираи нури намоён, қонеъ кардани талаботи интиқоли баланд ва модуляцияи баланд дар як вақт душвор аст. Барои қонеъ кардани ин талабот, ҳатто маводи мувофиқтарин нитриди кремний ва ниобати литий бояд ҳаҷм ва истеъмоли қувваи барқро зиёд кунанд.
Барои ҳалли ин мушкилот Михал Липсон ва Нанфан Ю аз Донишгоҳи Колумбия як модулятори фазаи термооптикии нитриди кремнийро дар асоси резонатори микро-ҳалқаи адиабатӣ тарҳрезӣ карданд. Онхо исбот карданд, ки резонатори микро-ринг дар холати пайвастшавии мустахкам кор мекунад. Дастгоҳ метавонад бо талафоти ҳадди ақал модуляцияи фазаро ба даст орад. Дар муқоиса бо модуляторҳои оддии фазавии мавҷгир, дастгоҳ ҳадди аққал як фармоиши коҳиши бузургии фазо ва масрафи нерӯ дорад. Мундариҷаи марбута дар Nature Photonics нашр шудааст.
Михал Липсон, коршиноси пешбари соҳаи фотоникаи ҳамгирошуда, ки ба нитриди кремний асос ёфтааст, гуфт: "Калиди ҳалли пешниҳодшудаи мо истифодаи резонатори оптикӣ ва кор кардан дар ҳолати ба истилоҳ мустаҳкам пайвастшавӣ аст."
Резонатори оптикӣ як сохтори хеле симметрӣ мебошад, ки метавонад тағирёбии шохиси шикастани хурдро ба тағирёбии фаза тавассути давраҳои сершумори чӯбҳои нур табдил диҳад. Умуман, онро ба се ҳолати гуногуни корӣ тақсим кардан мумкин аст: "зери пайвастшавӣ" ва "зери пайвастшавӣ". Пайвастшавии интиқодӣ» ва «пайванди қавӣ». Дар байни онҳо, "дар зери пайвастшавӣ" танҳо метавонад модуляцияи фазаи маҳдудро таъмин кунад ва тағироти амплитудаи нолозимро ворид кунад ва "пайванди интиқодӣ" боиси талафоти ҷиддии оптикӣ шуда, ба кори воқеии дастгоҳ таъсир мерасонад.
Барои ноил шудан ба модулятсияи пурраи марҳилаи 2π ва тағирёбии ҳадди ақали амплитуда, гурӯҳи тадқиқотӣ микрорингро дар ҳолати "пайванди қавӣ" идора кард. Қувваи пайвастшавӣ байни микроринг ва "автобус" на камтар аз даҳ маротиба зиёдтар аз талафоти микроринг аст. Пас аз як қатор тарҳҳо ва оптимизатсия, сохтори ниҳоӣ дар расми зер нишон дода шудааст. Ин як ҳалқаи резонанс бо паҳнои конус аст. Қисми танги мавҷ қувваи пайвасти оптикиро байни "автобус" ва микро-коил беҳтар мекунад. Қисмати васеи мавҷи мавҷ Талафоти нури микроринг тавассути кам кардани парокандашавии оптикии девори паҳлӯ кам карда мешавад.
Ҳекин Хуанг, муаллифи нахустини мақола, инчунин гуфт: "Мо як модулятори фазаи нури каммасраф ва каммасрафро тарҳрезӣ кардем, ки радиусаш ҳамагӣ 5 мкм ва масрафи қувваи π-фазаӣ танҳо 0,8 мВт. Тағйирёбии амплитудаи ҷорӣ камтар аз 10% аст. Камтар аз ҳама он аст, ки ин модулятор барои бандҳои душвортарини кабуд ва сабз дар спектри намоён баробар самаранок аст."
Нанфан Ю инчунин қайд кард, ки ҳарчанд онҳо аз расидан ба сатҳи ҳамгироии маҳсулоти электронӣ дуранд, кори онҳо фосилаи байни коммутаторҳои фотоникӣ ва коммутаторҳои электрониро ба таври назаррас коҳиш дод. "Агар технологияи қаблии модулятор танҳо ба ҳамгироии 100 модулятори фазавии мавҷҳо, бо назардошти миқдори муайяни микросхемаҳои чипӣ ва буҷаи барқ имкон медод, пас мо ҳоло метавонем 10,000 ивазкунандаи фазаро дар як чип барои ноил шудан ба Функсияи мураккабтар муттаҳид кунем."
Хулоса, ин усули тарҳрезиро ба модуляторҳои электро-оптикӣ барои кам кардани фазои ишғолшуда ва истеъмоли шиддат истифода бурдан мумкин аст. Он инчунин метавонад дар дигар диапазонҳои спектралӣ ва дигар тарҳҳои гуногуни резонатор истифода шавад. Дар айни замон, гурӯҳи тадқиқотӣ барои намоиш додани спектри намоёни LIDAR, ки аз массивҳои ивазкунандаи фазаҳо дар асоси чунин микро ҳалқаҳо иборат аст, ҳамкорӣ мекунад. Дар оянда онро метавон ба бисёр замимаҳо, аз қабили ғайрихаттии мукаммали оптикӣ, лазерҳои нав ва оптикаи нави квантӣ истифода бурд.
Манбаи мақола: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. воқеъ дар «Водии Силикон»-и Чин – Пекин Чжунгуанкун, як корхонаи баландтехнологӣ мебошад, ки ба муассисаҳои тадқиқотии ватанӣ ва хориҷӣ, пажӯҳишгоҳҳо, донишгоҳҳо ва кормандони тадқиқоти илмии корхонаҳо хизмат мекунад. Ширкати мо асосан ба таҳқиқот ва таҳияи мустақил, тарроҳӣ, истеҳсол, фурӯши маҳсулоти оптоэлектронӣ машғул аст ва барои муҳаққиқони илмӣ ва муҳандисони саноатӣ қарорҳои инноватсионӣ ва хидматҳои касбӣ, фардӣ пешниҳод мекунад. Пас аз солҳои навовариҳои мустақил, он як силсилаи бой ва мукаммали маҳсулоти фотоэлектриро ба вуҷуд овард, ки дар соҳаҳои коммуналӣ, ҳарбӣ, нақлиёт, энергетика, молия, маориф, тиб ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд.
Мо бесаброна интизори ҳамкорӣ бо шумо ҳастем!
Вақти фиристодан: 29 март-2023