Son illərdə müxtəlif ölkələrdən olan tədqiqatçılar infraqırmızı işıq dalğalarının manipulyasiyasını ardıcıl olaraq həyata keçirmək və onları yüksək sürətli 5G şəbəkələrinə, çip sensorlarına və muxtar nəqliyyat vasitələrinə tətbiq etmək üçün inteqrasiya olunmuş fotonikadan istifadə ediblər. Hazırda bu tədqiqat istiqamətinin davamlı olaraq dərinləşməsi ilə tədqiqatçılar daha qısa görünən işıq zolaqlarının dərin aşkarlanmasını həyata keçirməyə və çip səviyyəli LIDAR, AR/VR/MR (təkmilləşdirilmiş/virtual/hibrid) Reallıq) eynəkləri, holoqrafik displeylər, kvant emalı çipləri, beyinə implantasiya edilmiş optogenetik zondlar və s. kimi daha geniş tətbiqlər hazırlamağa başlayıblar.
Optik faz modulyatorlarının genişmiqyaslı inteqrasiyası, çip üzərində optik marşrutlaşdırma və sərbəst fəza dalğa cəbhəsinin formalaşdırılması üçün optik alt sistemin əsasını təşkil edir. Bu iki əsas funksiya müxtəlif tətbiqlərin həyata keçirilməsi üçün vacibdir. Lakin, görünən işıq diapazonundakı optik faz modulyatorları üçün eyni zamanda yüksək ötürmə və yüksək modulyasiya tələblərinə cavab vermək xüsusilə çətindir. Bu tələbi ödəmək üçün hətta ən uyğun silikon nitrid və litium niobat materialları belə həcm və enerji istehlakını artırmalıdır.
Bu problemi həll etmək üçün Kolumbiya Universitetindən Michal Lipson və Nanfang Yu adiabatik mikro-halqa rezonatoruna əsaslanan silikon nitrid termo-optik faza modulyatoru hazırladılar. Onlar mikro-halqa rezonatorunun güclü birləşmə vəziyyətində işlədiyini sübut etdilər. Cihaz minimal itki ilə faza modulyasiyasına nail ola bilər. Adi dalğaötürən faza modulyatorları ilə müqayisədə cihazın məkan və enerji istehlakında ən azı bir sıra azalma var. Əlaqəli məzmun Nature Photonics jurnalında dərc edilib.
Silikon nitridə əsaslanan inteqral fotonika sahəsində aparıcı mütəxəssis Michal Lipson dedi: “Təklif etdiyimiz həllin açarı optik rezonatordan istifadə etmək və sözdə güclü birləşmə vəziyyətində işləməkdir.”
Optik rezonator yüksək simmetrik bir quruluşdur və işıq şüalarının çoxsaylı dövrləri vasitəsilə kiçik bir qırılma indeksi dəyişikliyini faza dəyişikliyinə çevirə bilir. Ümumiyyətlə, onu üç fərqli iş vəziyyətinə bölmək olar: "qoşulma altında" və "qoşulma altında". Kritik qoşulma" və "güclü qoşulma". Bunların arasında "qoşulma altında" yalnız məhdud faza modulyasiyası təmin edə bilər və lazımsız amplituda dəyişiklikləri yaradacaq və "kritik qoşulma" əhəmiyyətli optik itkiyə səbəb olacaq və bununla da cihazın faktiki işinə təsir göstərəcək.
Tam 2π fazalı modulyasiyaya və minimal amplituda dəyişikliyinə nail olmaq üçün tədqiqat qrupu mikrohalqanı "güclü birləşmə" vəziyyətində manipulyasiya etdi. Mikrohalqa ilə "şin" arasındakı birləşmə gücü mikrohalqanın itkisindən ən azı on dəfə yüksəkdir. Bir sıra dizayn və optimallaşdırmadan sonra son struktur aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. Bu, konusvari enə malik rezonanslı halqadır. Dar dalğaötürücü hissə "şin" ilə mikro-spiral arasındakı optik birləşmə gücünü artırır. Geniş dalğaötürücü hissə Mikrohalqanın işıq itkisi yan divarın optik səpələnməsini azaltmaqla azalır.
Məqalənin ilk müəllifi Heqing Huang da dedi: “Biz cəmi 5 μm radiuslu və cəmi 0,8 mVt π-fazalı modulyasiya güc istehlakı olan miniatür, enerjiyə qənaət edən və son dərəcə aşağı itkili görünən işıq fazalı modulyator hazırlamışıq. Təqdim edilən amplituda dəyişkənliyi 10%-dən azdır. Daha nadir olanı isə bu modulyatorun görünən spektrdəki ən çətin mavi və yaşıl zolaqlar üçün eyni dərəcədə təsirli olmasıdır.”
Nanfang Yu həmçinin qeyd etdi ki, elektron məhsulların inteqrasiyası səviyyəsinə çatmasalar da, onların işi fotonik açarlarla elektron açarlar arasındakı fərqi kəskin şəkildə azaltmışdır. “Əgər əvvəlki modulyator texnologiyası yalnız müəyyən bir çip izi və güc büdcəsi nəzərə alınmaqla 100 dalğaötürücü faza modulyatorunun inteqrasiyasına imkan verirdisə, indi daha mürəkkəb Funksiyaya nail olmaq üçün eyni çipdə 10.000 faza dəyişdiricisini inteqrasiya edə bilərik.”
Bir sözlə, bu dizayn metodu işğal olunmuş məkanı və gərginlik istehlakını azaltmaq üçün elektro-optik modulyatorlara tətbiq oluna bilər. Bundan əlavə, digər spektral diapazonlarda və digər müxtəlif rezonator dizaynlarında da istifadə edilə bilər. Hazırda tədqiqat qrupu bu cür mikrohalqalara əsaslanan faza dəyişdirici massivlərindən ibarət görünən spektrli LIDAR-ı nümayiş etdirmək üçün əməkdaşlıq edir. Gələcəkdə o, həmçinin təkmilləşdirilmiş optik qeyri-xəttilik, yeni lazerlər və yeni kvant optikası kimi bir çox tətbiqə də tətbiq oluna bilər.
Məqalə mənbəyi: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Çinin "Silikon Vadisi"ndə - Pekin Zhongguancun-da yerləşən Beijing Rofea Optoelektronika Şirkəti, yerli və xarici tədqiqat müəssisələrinə, tədqiqat institutlarına, universitetlərə və müəssisə elmi tədqiqat işçilərinə xidmət göstərməyə həsr olunmuş yüksək texnologiyalı bir müəssisədir. Şirkətimiz əsasən optoelektronik məhsulların müstəqil tədqiqat və inkişaf etdirilməsi, dizaynı, istehsalı, satışı ilə məşğul olur və elmi tədqiqatçılar və sənaye mühəndisləri üçün innovativ həllər və peşəkar, fərdiləşdirilmiş xidmətlər təqdim edir. İllərdir müstəqil innovasiyalardan sonra bələdiyyə, hərbi, nəqliyyat, elektrik enerjisi, maliyyə, təhsil, tibb və digər sahələrdə geniş istifadə olunan zəngin və mükəmməl fotoelektrik məhsullar seriyası yaratmışdır.
Sizinlə əməkdaşlığı səbirsizliklə gözləyirik!
Yazı vaxtı: 29 Mart 2023