Son illərdə müxtəlif ölkələrdən olan tədqiqatçılar infraqırmızı işıq dalğalarının manipulyasiyasını ardıcıl həyata keçirmək və onları yüksək sürətli 5G şəbəkələrinə, çip sensorlarına və avtonom nəqliyyat vasitələrinə tətbiq etmək üçün inteqrasiya olunmuş fotoniklərdən istifadə ediblər. Hazırda bu tədqiqat istiqamətinin davamlı olaraq dərinləşməsi ilə tədqiqatçılar daha qısa görünən işıq zolaqlarının dərindən aşkarlanmasına və çip səviyyəli LIDAR, AR/VR/MR (təkmilləşdirilmiş/virtual) kimi daha geniş tətbiqlər hazırlamağa başlamışlar. hibrid) Reallıq) Eynəklər, holoqrafik displeylər, kvant emal çipləri, beyinə implantasiya edilmiş optogenetik zondlar və s.
Optik faza modulyatorlarının geniş miqyaslı inteqrasiyası çipdə optik marşrutlaşdırma və boş məkanda dalğa cəbhəsinin formalaşdırılması üçün optik alt sistemin əsasını təşkil edir. Bu iki əsas funksiya müxtəlif tətbiqlərin həyata keçirilməsi üçün vacibdir. Bununla belə, görünən işıq diapazonunda olan optik faza modulyatorları üçün eyni zamanda yüksək keçiricilik və yüksək modulyasiya tələblərinə cavab vermək xüsusilə çətindir. Bu tələbi ödəmək üçün hətta ən uyğun silikon nitrid və litium niobat materiallarının həcmini və enerji istehlakını artırmaq lazımdır.
Bu problemi həll etmək üçün Kolumbiya Universitetindən Michal Lipson və Nanfang Yu adiabatik mikro-halqa rezonatoruna əsaslanan silikon nitrid termo-optik faza modulatoru dizayn etdilər. Onlar sübut etdilər ki, mikro-halqa rezonatoru güclü birləşmə vəziyyətində işləyir. Cihaz minimum itki ilə faza modulyasiyasına nail ola bilər. Adi dalğa ötürücülü faza modulyatorları ilə müqayisədə cihaz ən azı məkanda və enerji istehlakında azalma sırasına malikdir. Müvafiq məzmun Nature Photonics-də dərc edilmişdir.
Silikon nitridə əsaslanan inteqrasiya olunmuş 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 kiçik bir sındırma indeksinin dəyişməsini bir çox işıq şüaları dövrü vasitəsilə faza dəyişikliyinə çevirə bilər. Ümumiyyətlə, onu üç müxtəlif iş vəziyyətinə bölmək olar: “birləşmə altında” və “birləşmə altında”. Kritik birləşmə” və “güclü birləşmə”. Onların arasında "birləşmə altında" yalnız məhdud faza modulyasiyasını təmin edə bilər və lazımsız amplituda dəyişiklikləri təqdim edəcək və "kritik birləşmə" əhəmiyyətli optik itkiyə səbəb olacaq və bununla da cihazın faktiki performansına təsir edəcəkdir.
Tam 2π faza modulyasiyasına və minimal amplituda dəyişikliyinə nail olmaq üçün tədqiqat qrupu mikroringi “güclü birləşmə” vəziyyətində manipulyasiya etdi. Mikro halqa ilə "avtobus" arasındakı birləşmə gücü mikro halqanın itməsindən ən azı on dəfə yüksəkdir. Bir sıra dizayn və optimallaşdırmadan sonra son struktur aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. Bu daralmış eni olan rezonans halqadır. Dar dalğa ötürücü hissəsi “avtobus” və mikro-bobin arasında optik birləşmə gücünü yaxşılaşdırır. Geniş dalğa ötürücü hissəsi Yan divarın optik səpələnməsini azaltmaqla mikroringin işıq itkisi azalır.
Məqalənin ilk müəllifi Heqing Huang da dedi: “Biz miniatür, enerjiyə qənaət edən və olduqca az itkili görünən işıq fazasının modulyatorunu yalnız 5 μm radius və π-faza modulyasiya güc istehlakı ilə dizayn etdik. 0,8 mVt. Təqdim olunan amplituda dəyişikliyi 10% -dən azdır. Daha nadir olan odur ki, bu modulyator görünən spektrin ən çətin mavi və yaşıl zolaqları üçün eyni dərəcədə effektivdir.
Nanfang Yu, həmçinin qeyd etdi ki, onlar elektron məhsulların inteqrasiyası səviyyəsinə çatmaqdan uzaq olsalar da, onların işi fotonik açarlar və elektron açarlar arasındakı boşluğu kəskin şəkildə daraltdı. "Əgər əvvəlki modulyator texnologiyası müəyyən bir çip sahəsi və güc büdcəsi nəzərə alınmaqla yalnız 100 dalğa ötürücü faza modulyatorunun inteqrasiyasına imkan verirdisə, onda biz indi daha mürəkkəb Funksiyaya nail olmaq üçün eyni çipdə 10.000 faza dəyişdiricisini birləşdirə bilərik."
Qısacası, bu dizayn metodu işğal olunmuş yerin və gərginliyin istehlakını azaltmaq üçün elektro-optik modulyatorlara tətbiq edilə bilər. O, həmçinin digər spektral diapazonlarda və digər müxtəlif rezonator dizaynlarında istifadə edilə bilər. Hazırda tədqiqat qrupu belə mikro halqalar əsasında faza dəyişdirici massivlərdən ibarət LIDAR görünən spektrini nümayiş etdirmək üçün əməkdaşlıq edir. Gələcəkdə o, təkmilləşdirilmiş optik qeyri-xəttilik, yeni lazerlər və yeni kvant optikası kimi bir çox tətbiqlərə də tətbiq oluna bilər.
Məqalənin mənbəyi:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. Çinin “Silikon Vadisi”ndə – Pekin Zhongguancun-da yerləşir, yerli və xarici tədqiqat institutlarına, tədqiqat institutlarına, universitetlərə və müəssisənin elmi tədqiqat işçilərinə xidmət göstərmək üçün yüksək texnologiyalı müəssisədir. Şirkətimiz əsasən müstəqil tədqiqat və təkmilləşdirmə, dizayn, istehsal, optoelektronik məhsulların satışı ilə məşğul olur və elmi tədqiqatçılar və sənaye mühəndisləri üçün innovativ həllər və peşəkar, fərdi xidmətlər təqdim edir. İllər boyu müstəqil innovasiyalardan sonra o, bələdiyyə, hərbi, nəqliyyat, elektrik enerjisi, maliyyə, təhsil, tibb və digər sənaye sahələrində geniş istifadə olunan zəngin və mükəmməl fotoelektrik məhsullar seriyasını formalaşdırmışdır.
Sizinlə əməkdaşlığı səbirsizliklə gözləyirik!
Göndərmə vaxtı: 29 mart 2023-cü il