In onlangse jare het navorsers van verskillende lande geïntegreerde fotonika gebruik om die manipulering van infrarooi liggolwe agtereenvolgens te verwesenlik en dit op hoë snelheid 5G-netwerke, chipsensors en outonome voertuie toe te pas. Op die oomblik, met die deurlopende verdieping van hierdie navorsingsrigting, het navorsers begin om 'n diepgaande opsporing van korter sigbare ligbande uit te voer en meer uitgebreide toepassings te ontwikkel, soos die chip-level LIDAR, AR/VR/MR (verbeterde/virtuele/baster) -werklike glase, holografiese displa's, kwantumverwerkings, optogenetiese ondersoeke in die brein, ens.
Die grootskaalse integrasie van optiese fase-modulators is die kern van die optiese substelsel vir optiese roetering op die chip en die vorming van vrye-ruimte-golffront. Hierdie twee prima ry -funksies is noodsaaklik vir die verwesenliking van verskillende toepassings. Vir optiese fase -modulators in die sigbare ligreeks, is dit egter veral uitdagend om terselfdertyd aan die vereistes van hoë oordrag en hoë modulasie te voldoen. Om aan hierdie vereiste te voldoen, moet selfs die geskikste silikonnitrid- en litiumniobaatmateriaal die volume en kragverbruik verhoog.
Om hierdie probleem op te los, het Michal Lipson en Nanfang Yu van die Universiteit van Columbia 'n silikon-nitride-termo-optiese fase-modulator ontwerp gebaseer op die adiabatiese mikro-ring-resonator. Hulle het bewys dat die mikro-ringresonator in 'n sterk koppelingstoestand werk. Die toestel kan fasemodulasie met minimale verlies bereik. In vergelyking met gewone golfleierfase -modulators, het die toestel ten minste 'n orde van grootte vermindering in ruimte en kragverbruik. Die verwante inhoud is in Nature Photonics gepubliseer.
Michal Lipson, 'n toonaangewende kundige op die gebied van geïntegreerde fotonika, gebaseer op Silicon Nitride, het gesê: "Die sleutel tot ons voorgestelde oplossing is om 'n optiese resonator te gebruik en te werk in 'n sogenaamde sterk koppelingstoestand."
Die optiese resonator is 'n hoogs simmetriese struktuur, wat 'n klein brekingsindeksverandering kan omskakel in 'n faseverandering deur verskeie siklusse van ligbalke. Oor die algemeen kan dit in drie verskillende werkstate verdeel word: 'onder koppeling' en 'onder koppeling'. Kritiese koppeling ”en“ sterk koppeling. ” Onder hulle kan 'onder koppeling' slegs beperkte fase -modulasie bied en dit sal onnodige amplitude -veranderinge meebring, en 'kritieke koppeling' sal aansienlike optiese verlies veroorsaak en sodoende die werklike prestasie van die toestel beïnvloed.
Om 'n volledige 2π -fase -modulasie en minimale amplitude -verandering te bewerkstellig, het die navorsingspan die mikroring in 'n 'sterk koppeling' -toestand gemanipuleer. Die koppelingssterkte tussen die mikroring en die “bus” is minstens tien keer hoër as die verlies van die mikroring. Na 'n reeks ontwerpe en optimalisering word die finale struktuur in die onderstaande figuur getoon. Dit is 'n resonante ring met 'n tapse breedte. Die smal golfleierdeel verbeter die optiese koppelingssterkte tussen die “bus” en die mikro-spoel. Die breë golfleiergedeelte Die ligverlies van die mikroring word verminder deur die optiese verspreiding van die sywand te verminder.
Heqing Huang, die eerste skrywer van die koerant, het ook gesê: 'Ons het 'n miniatuur-, energiebesparende en buitengewone lae-verlies-sigbare ligfase-modulator ontwerp met 'n radius van slegs 5 μm en 'n π-fase-modulasiekragverbruik van slegs 0,8 MW. Die ingevoerde amplitude -variasie is minder as 10%. Wat skaarser is, is dat hierdie modulator ewe effektief is vir die moeilikste blou en groen bande in die sigbare spektrum. ”
Nanfang Yu het ook daarop gewys dat hoewel hulle ver van die vlak van integrasie van elektroniese produkte is, hul werk die gaping tussen fotoniese skakelaars en elektroniese skakelaars dramaties vernou het. "As die vorige modulator -tegnologie slegs die integrasie van 100 golfleierfase -modulators moontlik maak, gegewe 'n sekere skyfie -voetspoor en kragbegroting, kan ons nou 10.000 fase -verskuiwers op dieselfde skyfie integreer om meer ingewikkelde funksie te bereik."
Kortom, hierdie ontwerpmetode kan op elektro-optiese modulators toegepas word om die besette ruimte en spanningsverbruik te verminder. Dit kan ook in ander spektrale reekse en ander verskillende resonatorontwerpe gebruik word. Op die oomblik werk die navorsingspan saam om die sigbare spektrum lid te demonstreer wat bestaan uit fase -verskaffer -skikkings gebaseer op sulke mikrorings. In die toekoms kan dit ook toegepas word op baie toepassings soos verbeterde optiese nie -lineariteit, nuwe lasers en nuwe kwantumoptika.
Artikelbron: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., geleë in China se “Silicon Valley”-Beijing Zhongguancun, is 'n hoë-tegnologie-onderneming wat toegewy is aan die bediening van binnelandse en buitelandse navorsingsinstellings, navorsingsinstellings, universiteite en wetenskaplike navorsingspersoneel. Ons onderneming is hoofsaaklik besig met die onafhanklike navorsing en ontwikkeling, ontwerp, vervaardiging, verkope van opto -elektroniese produkte, en bied innoverende oplossings en professionele, gepersonaliseerde dienste vir wetenskaplike navorsers en industriële ingenieurs. Na jare van onafhanklike innovasie het dit 'n ryk en perfekte reeks foto -elektriese produkte gevorm wat wyd gebruik word in munisipale, militêre, vervoer, elektriese krag, finansies, onderwys, mediese en ander bedrywe.
Ons sien uit na samewerking met u!
Postyd: MAR-29-2023